KR20150040857A - 화상 복호 방법, 화상 부호화 방법, 화상 복호 장치, 화상 부호화 장치 및 화상 부호화 복호 장치 - Google Patents

Abstract

간단한 구성으로 화상을 적절히 복호할 수 있는 화상 복호 방법은, 비트 스트림에 포함되는 부호화된 화상을 블록마다 복호하는 화상 복호 방법이며, 복호 대상 블록을 산술 복호하고(S101), 복호 대상 블록이 슬라이스의 종단에 있는지의 여부를 판정하여(S103), 슬라이스의 종단에는 없다고 판정된 경우에는, 슬라이스와는 상이한 화상의 구성 단위인 서브 단위의 종단에 있는지의 여부를 판정하며(S105), 서브 단위의 종단에 있다고 판정된 경우에는, 서브 종단 비트를 산술 복호하고, 산술 복호의 종단 처리를 행한다(S106).

Description

화상 복호 방법, 화상 부호화 방법, 화상 복호 장치, 화상 부호화 장치 및 화상 부호화 복호 장치{IMAGE DECODING METHOD, IMAGE ENCODING METHOD, IMAGE DECODING DEVICE, IMAGE ENCODING DEVICE, AND IMAGE ENCODING/DECODING DEVICE}

동화상의 부호화 방법 및 복호 방법에 관한 것으로, 특히, 산술 부호화 방법 및 산술 복호 방법 등에 관한 것이다.

차세대 화상 부호화 표준 규격인 HEVC(High Efficiency Video Coding) 규격에서는, 부호화 효율을 향상시키기 위해 다양하게 검토가 이루어지고 있다(비특허 문헌 1 참조). 종래, H.26x로 표시되는 ITU-T(국제 전기 통신 연합 전기 통신 표준화 부문)의 규격, 및, MPEG-x로 표시되는 ISO/IEC의 규격이 있다. 최신이며 또한 가장 진보된 화상 부호화 규격은, 현재, H.264/AVC, 또는 MPEG-4 AVC로 표시되는 규격(비특허 문헌 2 참조)의 다음의 규격으로서 검토되고 있는 것이다.

검토되고 있는 HEVC 규격으로는, 엔트로피 부호화로서, CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding)로 불리는 산술 부호화가 이용되고 있다.

Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 10th Meeting: Stockholm, SE, 11-20 July 2012, JCTVC-J1003_d7, "High efficiency video coding (HEVC) text specification draft 8 ITU-T Recommendation H.264 「Advanced video coding for generic audiovisual services」, 2010년 3월

그러나 종래의 화상 복호 방법 및 화상 부호화 방법에서는, 그러한 방법에 따른 처리를 실행하기 위한 구성이 복잡해져 버린다는 문제가 있다.

그래서 본 발명은, 간단한 구성으로 화상의 복호 및 부호화가 가능한 화상 복호 방법 및 화상 부호화 방법 등을 제공한다.

본 발명의 일 양태에 관련된 화상 복호 방법은, 비트 스트림에 포함되는 부호화된 화상을 블록마다 복호하는 화상 복호 방법이며, 복호 대상 블록을 산술 복호하고, 상기 복호 대상 블록이 슬라이스의 종단에 있는지 아닌지를 판정하여, 상기 슬라이스의 종단에는 없다고 판정된 경우에는, 슬라이스와는 상이한 상기 화상의 구성 단위인 서브 단위의 종단에 있는지의 여부를 판정하며, 상기 서브 단위의 종단에 있다고 판정된 경우에는, 서브 종단 비트를 산술 복호하고, 산술 복호의 종단 처리를 제1 종단 처리로서 행한다.

또한, 이들의 포괄적 또는 구체적인 양태는, 시스템, 방법, 집적 회로, 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터 판독 가능한 CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory) 등의 기록 매체로 실현되어도 되고, 시스템, 방법, 집적 회로, 컴퓨터 프로그램 및 기록 매체의 임의의 조합으로 실현되어도 된다.

본 발명의 화상 복호 방법 및 화상 부호화 방법은, 화상의 복호 또는 부호화를 행하기 위한 구성을 간단하게 할 수 있다.

도 1은, 엔트로피 복호부의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2는, 엔트로피 복호부의 처리 동작을 나타내는 플로차트이다.
도 3a는, 슬라이스의 신택스를 나타내는 도이다.
도 3b는, 슬라이스에 포함되는 비트열의 신택스를 나타내는 도이다.
도 4는, 엔트로피 부호화부의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 5는, 엔트로피 부호화부의 처리 동작을 나타내는 플로차트이다.
도 6은, 실시의 형태 1에 있어서의 화상 복호 장치의 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 7은, 실시의 형태 1에 있어서의 엔트로피 복호부의 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 8은, 실시의 형태 1에 있어서의 엔트로피 복호부의 처리 동작의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 9는, 실시의 형태 1에 있어서의 슬라이스의 신택스의 일례를 나타내는 도이다.
도 10은, 실시의 형태 1의 변형예에 관련된 비트열의 신택스의 일례를 나타내는 도이다.
도 11은, 실시의 형태 2에 있어서의 화상 부호화 장치의 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 12는, 실시의 형태 2에 있어서의 엔트로피 부호화부의 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 13은, 실시의 형태 2에 있어서의 엔트로피 부호화부의 처리 동작의 일례를 나타내는 플로차트이다.
도 14a는, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 복호 방법을 나타내는 플로차트이다.
도 14b는, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 복호 장치의 구성을 나타내는 도이다.
도 15a는, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 부호화 방법을 나타내는 플로차트이다.
도 15b는, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 부호화 장치의 구성을 나타내는 도이다.
도 16은, 컨텐츠 전달 서비스를 실현하는 컨텐츠 공급 시스템의 전체 구성도이다.
도 17은, 디지털 방송용 시스템의 전체 구성도이다.
도 18은, 텔레비전의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 19는, 광디스크인 기록 미디어에 정보의 읽고 쓰기를 행하는 정보 재생/기록부의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 20은, 광디스크인 기록 미디어의 구조예를 나타내는 도이다.
도 21a는, 휴대 전화의 일례를 나타내는 도이다.
도 21b는, 휴대 전화의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 22는, 다중화 데이터의 구성을 나타내는 도이다.
도 23은, 각 스트림이 다중화 데이터에 있어서 어떻게 다중화되어 있는지를 모식적으로 나타내는 도이다.
도 24는, PES 패킷열에, 비디오 스트림이 어떻게 저장되는지를 더 상세하게 나타낸 도이다.
도 25는, 다중화 데이터에 있어서의 TS 패킷과 소스 패킷의 구조를 나타내는 도이다.
도 26은, PMT의 데이터 구성을 나타내는 도이다.
도 27은, 다중화 데이터 정보의 내부 구성을 나타내는 도이다.
도 28은, 스트림 속성 정보의 내부 구성을 나타내는 도이다.
도 29는, 영상 데이터를 식별하는 단계를 나타내는 도이다.
도 30은, 각 실시의 형태의 동화상 부호화 방법 및 동화상 복호화 방법을 실현하는 집적 회로의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 31은, 구동 주파수를 전환하는 구성을 나타내는 도이다.
도 32는, 영상 데이터를 식별하고, 구동 주파수를 전환하는 단계를 나타내는 도이다.
도 33은, 영상 데이터의 규격과 구동 주파수를 대응 지은 룩업 테이블의 일례를 나타내는 도이다.
도 34a는, 신호 처리부의 모듈을 공유화하는 구성의 일례를 나타내는 도이다.
도 34b는, 신호 처리부의 모듈을 공유화하는 구성의 다른 일례를 나타내는 도이다.

(본 발명의 기초가 된 지견)

본 발명자는, 종래의 화상 복호 방법 및 화상 부호화 방법에 관한 것으로, 이하의 문제가 발생하는 것을 발견했다.

CABAC의 산술 부호화는, 콘텍스트로 불리는 확률 모델의 인덱스인 ctxIdx와, 부호화되는 바이너리 신호 binVal을 입력하고, 내부 확률 상태를 나타내는 정보인 codIRange, codILow, firstBitFlag, 및 BitsOutstanding를 갱신하면서, 출력 부호열을 결정하는 처리이다.

또한, 내부 확률 상태의 정보의 초기치에는, codIRange=510, codILow=0, firstBitFlag=1, 및 BitsOutstanding=0이 설정된다.

한편, CABAC에 대응하는 산술 복호는, 상기 서술한 확률 모델의 인덱스인 ctxIdx와, 관련 정보인 ctxIdxTable와, 복호 대상의 부호열이 바이패스 복호 처리되는지 어떤지를 나타내는 bypassFlag를 입력하고, 내부 확률 상태를 나타내는 정보인 codIRange 및 codIOffset를 갱신하면서, 복호 바이너리 신호 bin을 출력하는 처리이다.

상기와 같이, CABAC의 처리는, 산술 부호화 및 산술 복호의 각각에 있어서, 내부 확률 상태를 갱신하면서 부호화 또는 복호를 행하는 처리이다. 또, CABAC의 처리에서는, 처리를 도중부터 개시한 경우, 동일한 구성 단위(화상을 구성하는 단위이며, 처리 단위라고도 한다)에 대한 내부 확률 상태가 부호화 시와 복호 시에서 일치하지 않는 것이 발생한다. 그 결과, 화상의 부호화 또는 복호를 적절히 행할 수 없다. 이 때문에, 부호화 시 및 복호 시에는 종단 처리가 행해진다.

비특허 문헌 1에 나타내는 방법에서는, 부호화 시에는, 1을 나타내는 슬라이스 종단 플래그(end＿of＿slice)를 산술 부호화하여 슬라이스의 종단에 임베딩하고, 종단 처리를 행한다. 그리고 복호 시에는, 그 슬라이스 종단 플래그를 산술 복호하여 종단 처리를 행하고 있다. 이것에 의해, CABAC의 처리(산술 부호화 또는 산술 복호)를 도중부터 개시하는 경우여도, 그 개시 위치가 슬라이스의 선두이면, 내부 확률 상태를 부호화 시와 복호 시에서 일치시킬 수 있다.

그러나 HEVC 규격에서는, 슬라이스 외에, 타일로 불리는 병렬 처리하기 위한 구성 단위나, WPP(웨이브 프런트 처리)로 불리는 병렬 처리를 가능하게 하기 위한 구성 단위(이하, CTU 라인이라고 한다)가 있지만, 이들의 처리 단위에 대해서는, 종단 처리는 행해지지 않는다.

도 1은, 엔트로피 복호부의 구성을 나타내는 블럭도이다.

이 엔트로피 복호부(800)는, CABAC의 산술 복호를 행하는 것이며, CTU 복호부(801), 슬라이스 종단 판정부(802), 서브 종단 판정부(803), 바이트 선두 탐색부(804) 및 종단 처리부(805)를 구비한다.

도 2는, 엔트로피 복호부(800)의 처리 동작을 나타내는 플로차트이다.

우선, 엔트로피 복호부(800)의 CTU 복호부(801)는, 비트 스트림 BS에 포함되는 CTU(coding tree unit)를 산술 복호한다(단계 S801). CTU는 픽처를 구성하는 블록이다. 다음에, 슬라이스 종단 판정부(802)는, 슬라이스 종단 플래그(end＿of＿slice＿flag)를 산술 복호한다(단계 S802). 다음에, 슬라이스 종단 판정부(802)는, 그 복호된 슬라이스 종단 플래그(end＿of＿slice＿flag)가 0을 나타내는지의 여부를 판정한다(단계 S803). 여기서, 슬라이스 종단 플래그가 0을 나타내지 않는다고 판정되면(단계 S803에서 NO), 종단 처리부(805)는, 산술 복호의 종단 처리를 행한다(단계 S804). 한편, 슬라이스 종단 플래그가 0을 나타낸다고 판정되면(단계 S803에서 YES), 서브 종단 판정부(803)는, 직전에 산술 복호된 CTU가 서브 단위의 종단에 있는지의 여부를 판정한다(단계 S805). 서브 단위는, 상기 서술한 타일 또는 CTU 라인이다. 또한, CTU 라인은, 수평 방향으로 배열된 복수의 CTU로 이루어지는 구성 단위이다.

여기서, 서브 단위의 종단에 있다고 판정되면(단계 S805에서 YES), 바이트 선두 탐색부(804)는 바이트 선두 탐색을 행한다(단계 S806). 바이트 선두 탐색은, 비트 스트림 중의 비트열을 건너뛰고, 바이트 단위의 선두를 탐색하는 처리이다. 한편, 서브 단위의 종단에 없다고 판정된 후(단계 S805에서 NO), 또는 단계 S806의 처리가 행해진 후에는, 엔트로피 복호부(800)는 단계 S801로부터의 처리를 다음의 CTU에 대해 반복해서 실행한다.

도 3a는, 슬라이스의 신택스를 나타내는 도이다.

슬라이스는, 부호화된 CTU를 나타내는 데이터(851)(coding＿tree＿unit())와, 슬라이스의 종단을 판정하기 위한 산술 부호화된 슬라이스 종단 플래그(852)(end＿of＿slice＿flag)를 포함한다. 또한, 슬라이스는, 조건(853)이 만족되는 경우에는, 미리 정해진 비트열(854)(byte＿alignment())을 포함한다. 이 조건(853)은, 데이터(851)에 의해 표시되는 CTU가 서브 단위의 종단에 있다는 조건이다.

도 3b는, 비트열(854)의 신택스를 나타내는 도이다.

비트열(854)은, 1을 나타내는 비트(855)(bit＿equal＿to＿one)와, 필요에 따른 수의 0을 나타내는 비트(856)(bit＿equal＿to＿zero)를 포함한다. 이 비트열(854)은, 부호화된 서브 단위의 비트수가 바이트 단위의 정수배가 되도록 비트 스트림에 포함시킬 수 있는 것이며, 산술 부호화된 것이 아니라, 0 또는 1을 나타내는 부호이다. 바이트 선두 탐색에서는, 이 비트열(854)이 건너 뛰어진다.

도 4는, 엔트로피 부호화부의 구성을 나타내는 블럭도이다.

이 엔트로피 부호화부(900)는, CABAC의 산술 부호화를 행하는 것이며, CTU 부호화부(901), 슬라이스 종단 부호화부(902), 서브 종단 판정부(903), 바이트 얼라인먼트부(904), 및 종단 처리부(905)를 구비한다.

도 5는, 엔트로피 부호화부(900)의 처리 동작을 나타내는 플로차트이다.

우선, 엔트로피 부호화부(900)의 CTU 부호화부(901)는, 부호화 대상 신호에 포함되는 CTU를 산술 부호화한다(단계 S901). 다음에, 슬라이스 종단 부호화부(902)는, 슬라이스 종단 플래그(end＿of＿slice＿flag)를 산술 부호화한다(단계 S902). 다음에, 슬라이스 종단 부호화부(902)는, 그 슬라이스 종단 플래그(end＿of＿slice＿flag)가 0인지의 여부를 판정한다(단계 S903). 여기서, 슬라이스 종단 플래그가 0이 아니라고 판정되면(단계 S903에서 NO), 종단 처리부(905)는, 산술 부호화의 종단 처리를 행한다(단계 S904). 한편, 슬라이스 종단 플래그가 0이라고 판정되면(단계 S903에서 YES), 서브 종단 판정부(903)는, 직전에 산술 부호화된 CTU가 서브 단위의 종단에 있는지의 여부를 판정한다(단계 S905).

여기서, 서브 단위의 종단에 있다고 판정되면(단계 S905에서 YES), 바이트 얼라인먼트부(904)는 바이트 얼라인먼트를 행한다(단계 S906). 또, 서브 단위의 종단에 없다고 판정된 후(단계 S905에서 NO), 또는 단계 S906의 처리가 행해진 후에는, 엔트로피 부호화부(900)는 단계 S901로부터의 처리를 다음의 CTU에 대해 반복해서 실행한다.

이러한 화상 복호 방법 및 화상 부호화 방법에서는, 서브 단위의 종단에 있는 CTU에 대한 산술 복호 또는 산술 부호화 후에, 종단 처리가 행해지지 않는다. 따라서, 복수의 서브 단위를 병렬로 처리할 때 등에는, 비트 스트림 BS 또는 부호화 대상 신호의 도중부터 처리가 행해지기 때문에, 부호화 시와 복호 시에서 그 서브 단위에 대응하는 CABAC의 내부 확률 상태가 상이해져 버리는 경우가 발생한다. 즉, 화상의 부호화 및 복호를 적절히 행할 수 없다는 과제가 있다.

이러한 과제를 해결하기 위해서는, 서브 단위를 이용하지 않고 슬라이스를 더욱 세밀한 단위로 하는 것을 생각할 수 있다. 그러나 이 경우에는, 부호화 효율이 저하되어 버린다는 다른 과제가 발생한다.

또, 다른 해결 방법으로서, 서브 단위의 종단에 있는 CTU에 대한 산술 복호 또는 산술 부호화 후에, 단순하게 종단 처리를 행하는 것을 생각할 수 있다. 그러나 이 경우에는, 그 서브 단위의 종단에서 종단 처리를 행하는 새로운 처리부를 설치할 필요가 있어, 구성이 복잡해진다는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 복호 방법은, 비트 스트림에 포함되는 부호화된 화상을 블록마다 복호하는 화상 복호 방법이며, 복호 대상 블록을 산술 복호하고, 상기 복호 대상 블록이 슬라이스의 종단에 있는지의 여부를 판정하여, 상기 슬라이스의 종단에는 없다고 판정된 경우에는, 슬라이스와는 상이한 상기 화상의 구성 단위인 서브 단위의 종단에 있는지의 여부를 판정하며, 상기 서브 단위의 종단에 있다고 판정된 경우에는, 서브 종단 비트를 산술 복호하고, 산술 복호의 종단 처리를 제1 종단 처리로서 행한다.

이것에 의해, 산술 복호된 블록이 슬라이스의 종단에 없어도, 서브 단위의 종단에 있으면, 산술 복호의 종단 처리가 행해지기 때문에, 비트 스트림에 포함되는 복수의 서브 단위를 적절히 병렬로 복호할 수 있다. 또, 슬라이스와 서브 단위를 이용함으로써, 부호화 효율의 저하를 억제한 비트 스트림을 적절히 복호할 수 있다. 또한, 서브 단위의 종단에서는, 서브 종단 비트의 산술 복호와 종단 처리를 포함하는 처리가 행해지기 때문에, 슬라이스의 종단에서, 플래그의 산술 복호와 종단 처리를 포함하는 처리가 행해지는 경우에는, 서브 단위의 종단과 슬라이스의 종단에서 실행되는 처리를 공통화시킬 수 있다. 즉, 서브 단위의 종단에서 행해지는 처리를 위해 새로운 처리부를 설치할 필요가 없기 때문에, 간단한 구성으로 화상을 복호할 수 있다.

또, 상기 화상 복호 방법은, 또한, 상기 복호 대상 블록이 슬라이스의 종단에 있다고 판정된 경우에는, 산술 복호의 종단 처리를 제2 종단 처리로서 행하고, 상기 제1 종단 처리를 행할 때에는, 상기 제2 종단 처리와 동일한 처리를 행해도 된다.

이것에 의해, 슬라이스의 종단에서 행해지는 종단 처리와, 서브 단위의 종단에서 행해지는 종단 처리가 동일하기 때문에, 더욱 간단한 구성으로 화상을 복호할 수 있다.

또, 상기 화상 복호 방법은, 또한, 상기 복호 대상 블록이 슬라이스의 종단에 있는지의 여부를 나타내는 슬라이스 종단 플래그를 산술 복호하고, 상기 슬라이스의 종단에 있는지의 여부의 판정에서는, 산술 복호된 상기 슬라이스 종단 플래그가 미리 정해진 값을 나타내는 경우에, 상기 복호 대상 블록이 슬라이스의 종단에 있다고 판정하며, 상기 서브 종단 비트의 산술 복호에서는, 상기 산술 복호에 의해 상기 미리 정해진 값과 동일한 값을 복원해도 된다. 예를 들면, 상기 서브 종단 비트의 산술 복호에서는, 상기 산술 복호에 의해 1을 복원한다.

이것에 의해, 슬라이스의 종단에서 행해지는 종단 처리와, 서브 단위의 종단에서 행해지는 종단 처리는, 각각 1비트의 산술 복호에 의해 동일한 값이 얻어지는 경우에 실행되기 때문에, 서브 단위의 종단과 슬라이스의 종단에서 실행되는 처리를 더 공통화시킬 수 있다.

또, 상기 화상 복호 방법에서는, 또한, 상기 제1 종단 처리를 행한 후에, 상기 서브 단위 및 상기 서브 종단 비트를 포함하는 비트 길이가 미리 정해진 N(N은 2 이상의 정수) 비트의 배수가 되도록 상기 비트 스트림에 기입된 비트열을 건너뛰는 처리를 행해도 된다.

이것에 의해, 예를 들면 바이트 선두 탐색이 행해지고, 그 결과, 바이트 단위로 적절한 복호를 행할 수 있다.

또, 상기 서브 종단 비트의 산술 복호에서는, 상기 비트열의 선두의 비트를 상기 서브 종단 비트로서 산술 복호해도 된다.

이것에 의해, 비트 스트림에 새로운 비트를 서브 종단 비트로서 포함시킬 필요가 없기 때문에, 부호화 효율의 저하를 억제한 비트 스트림을 적절히 복호할 수 있다.

또, 상기 서술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 부호화 방법은, 화상을 블록마다 부호화함으로써 비트 스트림을 생성하는 화상 부호화 방법이며, 부호화 대상 블록을 산술 부호화하고, 상기 부호화 대상 블록이 슬라이스의 종단에 있는지의 여부를 판정하여, 상기 슬라이스의 종단에는 없다고 판정된 경우에는, 슬라이스와는 상이한 상기 화상의 구성 단위인 서브 단위의 종단에 있는지의 여부를 판정하며, 상기 서브 단위의 종단에 있다고 판정된 경우에는, 서브 종단 비트를 산술 부호화하고, 산술 부호화의 종단 처리를 제1 종단 처리로서 행한다.

이것에 의해, 산술 부호화된 블록이 슬라이스의 종단에 없어도, 서브 단위의 종단에 있으면, 산술 부호화의 종단 처리가 행해지기 때문에, 비트 스트림에 포함되는 복수의 서브 단위를 적절히 병렬로 부호화시킬 수 있다. 또, 슬라이스와 서브 단위를 이용함으로써, 부호화 효율의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 서브 단위의 종단에서는, 서브 종단 비트의 산술 부호화와 종단 처리를 포함하는 처리가 행해지기 때문에, 슬라이스의 종단에서, 플래그의 산술 부호화와 종단 처리를 포함하는 처리가 행해지는 경우에는, 서브 단위의 종단과 슬라이스의 종단에서 실행되는 처리를 공통화시킬 수 있다. 즉, 서브 단위의 종단에서 행해지는 처리를 위해 새로운 처리부를 설치할 필요가 없기 때문에, 간단한 구성으로 화상을 부호화시킬 수 있다.

또, 상기 화상 부호화 방법은, 또한, 상기 부호화 대상 블록이 슬라이스의 종단에 있다고 판정된 경우에는, 산술 부호화의 종단 처리를 제2 종단 처리로서 행하고, 상기 제1 종단 처리를 행할 때에는, 상기 제2 종단 처리와 동일한 처리를 행해도 된다.

이것에 의해, 슬라이스의 종단에서 행해지는 종단 처리와, 서브 단위의 종단에서 행해지는 종단 처리가 동일하기 때문에, 더욱 간단한 구성으로 화상을 부호화시킬 수 있다.

또, 상기 화상 부호화 방법은, 또한, 상기 부호화 대상 블록이 슬라이스의 종단에 있는지의 여부를 나타내는 슬라이스 종단 플래그를 산술 부호화하고, 상기 슬라이스의 종단에 있는지의 여부의 판정에서는, 상기 슬라이스 종단 플래그가 미리 정해진 값을 나타내는 경우에, 상기 부호화 대상 블록이 슬라이스의 종단에 있다고 판정하며, 상기 서브 종단 비트의 산술 부호화에서는, 상기 미리 정해진 값과 동일한 값을 나타내는 상기 서브 종단 비트를 산술 부호화해도 된다. 예를 들면, 상기 서브 종단 비트의 산술 부호화에서는, 1을 나타내는 상기 서브 종단 비트를 산술 부호화한다.

이것에 의해, 슬라이스의 종단에서 행해지는 종단 처리와, 서브 단위의 종단에서 행해지는 종단 처리는, 각각 동일한 값을 나타내는 1비트를 산술 부호화하는 경우에 실행되기 때문에, 서브 단위의 종단과 슬라이스의 종단에서 실행되는 처리를 더 공통화시킬 수 있다.

또, 상기 화상 부호화 방법에서는, 또한, 상기 제1 종단 처리를 행한 후에, 산술 부호화된 상기 서브 단위 및 상기 서브 종단 비트를 포함하는 비트 길이가 미리 정해진 N(N은 2 이상의 정수) 비트의 배수가 되도록 비트열을 상기 비트 스트림에 기입해도 된다.

이것에 의해, 예를 들면 바이트 단위로 적절한 부호화를 행할 수 있다.

또, 상기 서브 종단 비트의 산술 부호화에서는, 상기 비트열의 선두의 비트를 상기 서브 종단 비트로서 산술 부호화해도 된다.

이것에 의해, 비트 스트림에 새로운 비트를 서브 종단 비트로서 포함시킬 필요가 없기 때문에, 부호화 효율의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 이들의 포괄적 또는 구체적인 양태는, 시스템, 방법, 집적 회로, 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터 판독 가능한 CD-ROM 등의 기록 매체로 실현되어도 되고, 시스템, 방법, 집적 회로, 컴퓨터 프로그램 또는 기록 매체의 임의의 조합으로 실현되어도 된다.

이하, 실시의 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다.

또한, 이하에서 설명하는 실시의 형태는, 모두 포괄적 또는 구체적인 예를 나타내는 것이다. 이하의 실시의 형태에서 표시되는 수치, 형상, 재료, 구성 요소, 구성 요소의 배치 위치 및 접속 형태, 단계, 단계의 순서 등은, 일례이며, 본 발명을 한정하는 주지는 아니다. 또, 이하의 실시의 형태에 있어서의 구성 요소 중, 최상위 개념을 나타내는 독립 청구항에 기재되지 않은 구성 요소에 대해서는, 임의의 구성 요소로서 설명된다. 또한, 하기에서는, 부호화(coding)는 encoding의 의미로 사용하는 경우도 있다.

(실시의 형태 1)

도 6은, 본 실시의 형태에 있어서의 화상 복호 장치의 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다.

본 실시의 형태에 있어서의 화상 복호 장치(100)는, 압축 부호화된 화상 데이터인 비트 스트림 BS를 복호한다. 예를 들면, 화상 복호 장치(100)는, 비트 스트림 BS를 블록마다 복호한다. 즉, 화상 복호 장치(100)는, 복호 대상 블록에 대해, 가변길이 복호, 역양자화 및 역변환을 등 행함으로써, 화상 데이터를 복원한다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 화상 복호 장치(100)는, 엔트로피 복호부(110)와, 역양자화·역변환부(120)와, 가산기(125)와, 루프 필터(130)와, 메모리(140)와, 인트라 예측부(150)와, 움직임 보상부(160)와, 인트라/인터 전환 스위치(170)를 구비한다.

엔트로피 복호부(110)는, 비트 스트림 BS를 가변길이 복호함으로써, 블록마다, 그 블록에 포함되는 복수의 양자화 계수를 복원한다. 또, 엔트로피 복호부(110)는, 비트 스트림 BS로부터 움직임 데이터를 취득하고, 취득한 움직임 데이터를 움직임 보상부(160)에 출력한다.

역양자화·역변환부(120)는, 엔트로피 복호부(110)에 의해 복원된 양자화 계수를 역양자화함으로써, 변환 계수를 복원한다. 그리고 역양자화·역변환부(120)는, 복원된 변환 계수를 역변환(역주파수 변환)한다. 이것에 의해, 비트 스트림 BS에 포함되는 블록마다, 그 블록에 대응하는 예측 오차 신호가 복원된다.

가산기(125)는, 복원된 예측 오차 신호와 예측 신호를 가산함으로써, 복호 화상을 생성한다.

루프 필터(130)는, 생성된 복호 화상에 예를 들면 디블로킹 필터 처리 등의 루프 필터 처리를 행한다. 루프 필터 처리된 복호 화상은, 복호 신호로서 출력된다.

메모리(140)는, 움직임 보상에 이용되는 참조 화상을 저장하기 위한 메모리이다. 구체적으로는, 메모리(140)는, 루프 필터 처리가 실시된 복호 화상을 참조 화상으로서 저장한다.

인트라 예측부(150)는, 면내 예측 모드에 따라서, 인트라 예측을 행함으로써, 예측 신호(인트라 예측 신호)를 생성한다. 구체적으로는, 인트라 예측부(150)는, 가산기(125)에 의해 생성된 복호 화상에 있어서의, 복호 대상 블록의 주위의 화상을 참조함으로써, 그 복호 대상 블록에 대한 인트라 예측을 행한다. 이것에 의해, 인트라 예측부(150)는, 인트라 예측 신호를 생성한다.

움직임 보상부(160)는, 엔트로피 복호부(110)로부터 출력된 움직임 데이터에 의거하여 움직임 보상을 행함으로써, 복호 대상 블록에 대한 예측 신호(인터 예측 신호)를 생성한다.

인트라/인터 전환 스위치(170)는, 인트라 예측 신호 및 인터 예측 신호 중 어느 하나를 선택하고, 선택한 신호를 예측 신호로서 가산기(125)에 출력한다.

이상의 구성에 의해, 본 실시의 형태에 있어서의 화상 복호 장치(100)는, 압축 부호화된 화상 데이터를 복호한다.

여기서, 본 실시의 형태에 있어서의 화상 복호 장치(100)의 엔트로피 복호부(110)는, 비트 스트림 BS를 산술 복호함으로써, 그 비트 스트림 BS를 가변길이 복호한다.

본 실시의 형태에 있어서의 엔트로피 복호부(110)에 의한 산술 복호는, 병렬 처리여도 순차 처리여도 올바르게 비트 스트림 BS를 적절히 복호할 수 있다. 따라서, HEVC에 있어서, 서브 단위를 이용하여, 고속 처리가 필요해진 경우, 본 실시의 형태에 있어서의 산술 복호의 실장 메리트는 매우 높다.

이하, 이 엔트로피 복호부(110)의 산술 복호에 대해서 상세하게 설명한다.

도 7은, 본 실시의 형태에 있어서의 엔트로피 복호부(110)의 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다. 본 실시의 형태에 있어서의 엔트로피 복호부(110)는, CTU 복호부(111), 슬라이스 종단 판정부(112), 서브 종단 판정부(113), 서브 종단 처리부(116), 바이트 선두 탐색부(114), 및 종단 처리부(115)를 구비한다. 이러한, 엔트로피 복호부(110)는, 양자화 계수 등을 포함하는 복호 데이터 및 슬라이스 처리 종단 신호를 비트 스트림 BS로부터 복원한다.

도 8은, 본 실시의 형태에 있어서의 엔트로피 복호부(110)의 처리 동작의 일례를 나타내는 플로차트이다.

우선, CTU 복호부(111)는, 비트 스트림 BS보다 소정의 방법에 의거하여 CTU(coding＿tree＿unit())를 산술 복호한다(단계 S101). 여기서 CTU란, 픽처를 구성하는 미리 정해진 부호화 단위이며, 예를 들면 16x16화소, 32x32화소, 또는 64x64화소의 블록이다. 비트 스트림 BS에 포함되는 부호화된 CTU는, 예를 들면, 그 CTU에 대한 예측 화상(예측 신호)의 생성 방법에 관한 정보와, 그 예측 화상과 원화상의 차분인 예측 오차 신호를 변환 및 양자화하여 얻어지는 신호(양자화 계수)에 관한 정보를 포함하는 정보군이다.

다음에, 슬라이스 종단 판정부(112)는, 단계 S101에서 산술 복호된 CTU가 슬라이스의 종단에 있는지의 여부를 나타내는 슬라이스 종단 플래그(end＿of＿slice＿flag)를 산술 복호한다(단계 S102). 예를 들면, 슬라이스는, 픽처 내를 CTU마다 처리한 경우에, 래스터순으로 설치된 분할점으로 픽처를 분할함으로써 얻어지는 각 영역이다(상세한 것은 비특허 문헌 1 참조). 또, 슬라이스 종단 플래그는, 1을 나타냄으로써, 그 플래그에 대응하는 CTU, 즉 직전에 산술 복호된 CTU가 슬라이스의 종단에 있는 것을 나타내고, 0을 나타냄으로써, 그 CTU가 슬라이스의 종단에 없는 것을 나타낸다.

다음에, 슬라이스 종단 판정부(112)는, 슬라이스 종단 플래그(end＿of＿slice＿flag)가 0을 나타내는지의 여부를 판정한다(단계 S103). 여기서, 슬라이스 종단 플래그가 0이 아니라 1을 나타낸다고 판정되면, 즉, CTU가 슬라이스의 종단에 있다고 판정되면, (단계 S103에서 NO), 종단 처리부(115)는, 산술 복호의 종단 처리를 실행한다(단계 S104). 산술 복호의 종단 처리란, 산술 복호의 내부 확률 상태를 재정규화하지 않고, 비트 스트림 BS에 포함되는 다음의 복호 대상 신호를 복호 가능하게 하도록 비트 스트림 포인터를 조정하는 처리이다. 또한, 이 종단 처리에서는, 또한, 예를 들면 7비트를 비트 스트림 BS로부터 읽어내도 된다. 또, 종단 처리부(115)는, CTU가 슬라이스의 종단에 있는 것을 나타내는 신호(슬라이스 처리 종단 신호)를 출력한다. 예를 들면, 이 슬라이스 처리 종단 신호는, 다음의 슬라이스의 처리의 실행의 통지 등에 이용된다.

한편, 슬라이스 종단 플래그가 0을 나타낸다고 판정되면(단계 S103에서 YES), 즉, 직전에 산술 복호된 CTU가 슬라이스의 종단에 없는 경우에는, 서브 종단 판정부(113)는, 이 CTU가 서브 단위의 종단에 있는지의 여부를 판정한다(단계 S105).

서브 단위는, 예를 들면 타일 또는 CTU 라인 등의 처리 단위이다. 타일은, 화면 내를 수직 및/또는 수평으로 분할해서 만들어지는 블록이며, 1개의 타일은 1개 이상의 CTU로 구성된다. 또, 각 타일의 선두부터 부호화/복호를 처리하기 시작할 수 있기 때문에, 타일은 병렬 처리에 이용할 수 있는 구성 단위이다. 또, CTU 라인은, 상기 서술한 슬라이스 또는 픽처를 라인마다 분할하여 얻어지는 구성 단위이다. 픽처의 좌측단부터 처리가 행해지는 WPP(웨이브 프런트 처리)로 불리는 수법에서는, 산술 부호화 및 산술 복호의 처리 대상의 CTU에 대해 우측 위에 있는 CTU의 종단의 콘텍스트 정보(확률 정보)가, 그 처리 대상 CTU의 초기 확률로서 이용된다. 이러한 WPP에서는, 초기 확률의 취득처의 CTU의 처리가 종료된 단계에서, 처리 대상 CTU의 산술 부호화 또는 산술 복호를 개시할 수 있기 때문에, 복수의 CTU 라인을 병렬 처리할 수 있다(상세한 것에 대해서는, 비특허 문헌 1에 기재되어 있는 처리와 동일한 처리를 행해도 된다).

여기서, 예를 들면, 서브 단위가 타일인 경우에는, 서브 종단 판정부(113)는, 상기 단계 S105에서는, 직전에 산술 복호된 CTU의 타일 ID와, 다음의 CTU의 타일 ID를 비교하여 그들이 상이한지의 여부를 판정한다. 이에 의해, 그 직전에 산술 복호된 CTU가 타일의 종단에 있는지의 여부가 판정된다(후술의 도 9 참조). 또한, 타일 ID는, CTU가 어느 타일에 속하고 있는지를 구별하기 위한 내부 정보이다. 구체적으로는, 서브 종단 판정부(113)는, 비교 대상의 2개의 타일 ID가 상이한 경우에는, 직전에 산술 복호된 CTU가 서브 단위의 종단에 있다고 판정한다. 또, 서브 단위가 CTU 라인인 경우에는, 서브 종단 판정부(113)는, 상기 단계 S105에서는, 직전에 산술 복호된 CTU의 다음의 CTU가 픽처의 좌측단에 있는지의 여부를 판정한다. 또한, 픽처가 타일 분할되어 있는 경우에는, 다음의 CTU가 타일의 좌측단에 있는지의 여부가 판정된다. 이에 의해, 그 직전에 산술 복호된 CTU가 CTU 라인의 종단에 있는지의 여부가 판정된다(후술의 도 9 참조). 구체적으로는, 서브 종단 판정부(113)는, 다음의 CTU가 픽처(또는 타일)의 좌측단에 있는 경우에는, 직전에 산술 복호된 CTU가 CTU 라인의 종단에 있다고 판정한다.

단계 S105에서, CTU가 서브 단위의 종단에 있다고 판정되면(단계 S105에서 YES), 서브 종단 처리부(116)는, 서브 단위의 종단을 나타내는 1비트(서브 종단 비트)를 산술 복호하고, 서브 종단 처리를 실행한다(단계 S106). 또한, 서브 종단 비트를 산술 복호함으로써 항상 1이 복원된다. 바꾸어 말하면, 미리 1을 나타내는 서브 종단 비트가, 산술 부호화되고, 서브 단위의 종단에 있는 CTU 뒤에 배치되도록, 비트 스트림 BS에 포함시켜져 있다. 또, 산술 복호의 서브 종단 처리는, 종단 처리부(115)에 의해 단계 S104에서 행해지는 산술 복호의 종단 처리와 동일한 처리이다.

그 서브 종단 처리가 행해진 후, 바이트 선두 탐색부(114)는, 다음의 바이트 단위의 선두를 탐색하는 처리이며, 도 2에 나타내는 단계 S806과 동일한 처리인 바이트 선두 탐색을 행한다(단계 S107). 즉, 바이트 단위로 스타트 지점이 정해져 있기 때문에, 바이트 선두 탐색부(114)는, 다음의 바이트 단위의 선두를 탐색하고, 그 선두에 비트 스트림 포인터를 이동시킨다. 또한, 탐색된 바이트 단위의 선두는, 다음의 서브 단위의 선두이다. 그리고 단계 S105에서, CTU가 서브 단위의 종단에 없다고 판정된 후(단계 S105에서 NO), 또는, 단계 S107의 바이트 선두 탐색이 행해진 후에는, 엔트로피 복호부(110)는, 단계 S101로부터의 처리를 다음의 CTU에 대해 반복해서 실행한다.

도 9는, 본 실시의 형태에 있어서의 슬라이스의 신택스의 일례를 나타내는 도이다.

본 실시의 형태에 있어서의 슬라이스는, 부호화된 CTU를 나타내는 데이터(181)(coding＿tree＿unit())와, 슬라이스의 종단을 판정하기 위한 산술 부호화된 슬라이스 종단 플래그(182)(end＿of＿slice＿flag)를 포함한다. 또한, 슬라이스는, 조건(183)이 만족되는 경우에는, 산술 부호화된 상기 서술한 서브 종단 비트(184)(end＿of＿sub＿stream＿one＿bit)와, 미리 정해진 비트열(185)(byte＿alignment())을 포함한다.

본 실시의 형태에 있어서의 슬라이스에서는, 데이터(181), 슬라이스 종단 플래그(182), 조건(183) 및 비트열(185)은, 도 3a에 나타내는 슬라이스에 있어서의 데이터(851), 슬라이스 종단 플래그(852), 조건(853) 및 비트열(854)과 마찬가지로 각각 구성되어 있다. 그리고 본 실시의 형태에 있어서의 슬라이스는, 도 3a에 나타내는 슬라이스와는 상이하며, 산술 부호화된 서브 종단 비트(184)(end＿of＿sub＿stream＿one＿bit)를 포함하고 있다.

조건(183)은, 데이터(181)에 의해 표시되는 CTU가 서브 단위의 종단에 있다는 조건이다. 구체적으로는, 조건(183)은, 그 CTU가 슬라이스의 종단에는 없으며, 또한, 그 CTU가 타일의 종단에 있다는 제1 조건, 또는, 그 CTU가 슬라이스의 종단에는 없으며, 또한, 그 CTU가 CTU 라인의 종단에 있다는 제2 조건이다.

더 구체적으로는, 제1 조건은, 슬라이스 종단 플래그(end＿of＿slice＿flag)가 0을 나타내고, 또한, tiles＿enabled＿flag가 참이며, TileID[x]와 TileID[x-1]이 상이하다는 조건이다. tiles＿enabled＿flag가 참인 경우에는, 그 tiles＿enabled＿flag는 서브 단위가 타일인 것을 나타낸다. TileID[x]는, 데이터(181)에 의해 표시되는 CTU의 다음의 CTU의 타일 ID를 나타내고, TileID[x-1]은, 데이터(181)에 의해 표시되는 CTU의 타일 ID를 나타낸다.

제2 조건은, 슬라이스 종단 플래그(end＿of＿slice＿flag)가 0을 나타내고, 또한, entropy＿coding＿sync＿enabled＿flag가 참이며, 데이터(181)에 의해 표시되는 CTU의 다음의 CTU가 픽처의 좌측단에 있다는 조건이다. entropy＿coding＿sync＿enabled＿flag가 참인 경우에는, 그 entropy＿coding＿sync＿enabled＿flag는 서브 단위가 CTU 라인인 것을 나타낸다. 다음의 CTU가 픽처의 좌측단에 있는 경우에는, 데이터(181)에 의해 표시되는 CTU의 다음의 CTU의 어드레스를 픽처의 가로폭으로 나눈 나머지가 0이다. 또한, 조건(183)에 표시하는 CTB(Ctb)는, CTU와 동일한 의미로 이용된다.

엔트로피 복호부(110)는, 데이터(181)(coding＿tree＿unit())와, 슬라이스 종단 플래그(182)(end＿of＿slice＿flag)를 산술 복호한다. 그리고 엔트로피 복호부(110)는, 조건(183)이 만족되어 있는지의 여부를 판정하여, 만족되어 있다고 판정했을 때에는, 서브 종단 비트(184)(end＿of＿sub＿stream＿one＿bit)를 산술 복호함으로써, 값 「1」을 취득(복원)한다. 그리고 엔트로피 복호부(110)는, 이 값 「1」을 취득한 것을 트리거로 하여, 산술 복호의 서브 종단 처리를 행하고, 비트열(185)을 건너뛰는 처리인 바이트 선두 탐색을 행한다. 또한, 산술 복호된 서브 종단 비트(184)(end＿of＿sub＿stream＿one＿bit)는 항상 「1」을 나타내고, 조건(183)이 만족되어 있지 않는 경우에는, 이 서브 종단 비트(184)는 슬라이스에 포함되어 있지 않다.

이와 같이, 본 실시의 형태에서는, 직전에 산술 복호된 CTU가 서브 단위의 종단에 있는 경우에, 직전에 산술 복호된 CTU가 슬라이스의 종단에 있는 경우에 행해지는 종단 처리와 동일한 처리인 서브 종단 처리가 행해진다. 따라서, 화상 복호 장치(100)는, 단계 S107의 처리에 의해 탐색된 다음의 바이트 단위의 선두부터, 즉, 비트 스트림 BS의 도중부터, CTU의 산술 복호를 개시할 수 있다. 그 결과, 화상 복호 장치(100)는, 비트 스트림 BS에 포함되는 복수의 구성 단위를 순차적으로 복호할 수 있음과 함께, 그러한 복수의 구성 단위를 병렬로 복호할 수도 있다. 이러한 복수의 구성 단위는, 복수의 슬라이스여도, 복수의 서브 단위여도 된다.

이와 같이, 본 실시의 형태에서는, 복수의 서브 단위에 대한 산술 복호를 병렬로 실행하는 것이 가능해지기 때문에, 예를 들면 고해상도의 동화상을 실시간 재생하는 경우 등, 고속 처리가 필요한 경우에 유용하다. 또, 본 실시의 형태에서는, 서브 단위의 종단에서, 올바르게 산술 복호의 내부 확률 상태를 리셋하는 것 등에 의해, 종단 처리가 행해지기 때문에, 복수의 서브 단위에 대한 산술 복호를 병렬로 실행한 경우여도, 부호화 시와 복호 시에서 내부 확률 상태가 상이한 일은 없으며, 비트 스트림 BS를 올바르게 복호하는 것이 가능해진다.

또, 본 실시의 형태에서는, CTU가 슬라이스의 종단에 있는 경우에는, 서브 종단 비트의 산술 복호와 서브 종단 처리는 행해지지 않는다. 따라서, CTU가 슬라이스의 종단에 있는 경우에는, 용장 부호인 서브 종단 비트를 비트 스트림 BS에 포함시킬 필요가 없기 때문에, 부호화 효율의 열화를 억제하면서 병렬 처리의 실행을 가능하게 한 비트 스트림 BS를 적절히 복호할 수 있다.

또한, 본 실시의 형태에서는, 서브 단위의 종단에서는, 서브 종단 비트의 산술 복호와 종단 처리를 포함하는 처리가 행해지기 때문에, 서브 단위의 종단과 슬라이스의 종단에서 실행되는 처리를 공통화시킬 수 있다. 즉, 서브 단위의 종단에서 행해지는 처리를 위해 새로운 처리부를 설치할 필요가 없기 때문에, 간단한 구성으로 화상을 복호할 수 있다. 바꾸어 말하면, 슬라이스의 종단에서 행해지는 처리, 즉, 1비트를 산술 복호함으로써 값 「1」을 복원하는 것을 트리거로 하여, 산술 복호의 종단 처리를 행하는 구성을, 슬라이스의 종단뿐만이 아니라, 서브 단위의 종단에도 이용할 수 있다. 이것에 의해, 그 구성을 두루 사용할 수 있기 때문에, 화상을 복호하는 구성을 간단하게 할 수 있다. 구체적으로는, 서브 종단 처리부(116)는, 슬라이스 종단 판정부(112)와 종단 처리부(115)에 의한 기능을 이용할 수 있다.

(변형예)

상기 실시의 형태 1에서는, 서브 종단 비트(184)를 산술 복호하고, 값 「1」을 나타내는 선두의 비트를 포함하는 비트열(185)을 건너뛰었지만, 본 변형예에서는, 그 선두의 비트를 서브 종단 비트(184)로서 산술 복호한다. 즉, 본 변형예에서는, 도 9에 나타내는 서브 종단 비트(184)가 생략되고, 그 대신에, 상기 서술한 비트열(185)의 선두의 비트가 서브 종단 비트로서 이용된다. 이러한 본 변형예여도, 상기 실시의 형태 1과 동일한 효과를 나타낼 수 있다.

도 10은, 본 변형예에 관련된 비트열(185)의 신택스의 일례를 나타내는 도이다.

본 변형예에 관련된 비트열(185)은, 산술 복호됨으로써 값 「1」이 복원되는 비트(185a)와, 산술 복호되지 않는, 필요에 따른 수의 0을 나타내는 비트(185b)를 포함한다. 즉, 본 변형예에 관련된 비트열(185)의 선두의 비트(185a)는, 상기 실시의 형태 1과 같은 값 「1」을 나타내는 비트가 아니라, 값 「1」이 산술 부호화됨으로써 얻어지는 비트이다.

또한, 도 10의 Descriptor에 있어서 표시하는 f(1)은, 비트 스트림에 포함되는, 그 f(1)에 대응 지어진 데이터(비트)에 대해 산술 부호화 또는 산술 복호가 이용되지 않는 것을 나타낸다. 즉, f(1)은, 비트 스트림에 포함되는 데이터(비트)의 값 자체가, 그 데이터의 본래의 값으로서 인식되는 것을 나타낸다. 예를 들면, 비트 스트림에 포함되는 비트가 「0」을 나타내는 경우는, 그 비트의 본래의 값으로서 「0」이 인식되고, 비트 스트림에 포함되는 비트가 「1」을 나타내는 경우에는, 그 비트의 본래의 값으로서 「1」이 인식된다. 한편, ae(v)는, 비트 스트림에 포함되는, 그 ae(v)에 대응 지어진 데이터(비트)에 대해 산술 부호화 또는 산술 복호가 이용되는 것을 나타낸다. 보다 구체적으로는, ae(v)는, 비트 스트림에 포함되는 데이터(비트)에 대해, 상기 서술한 확률 정보 또는 내부 확률 상태를 나타내는 정보에 의거하는 산술 부호화 또는 산술 복호가 행해지는 것을 나타낸다.

이러한 본 변형예에서는, 상기 실시의 형태 1과 동일한 효과를 나타낼 수 있음과 함께, 부호화 및 복호해야 할 데이터를 서브 단위마다 1비트만큼 줄일 수 있어, 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 실시의 형태 1 및 그 변형예에서는, 1비트(서브 종단 비트)를 복호함으로써, 값 「1」을 복원했을 때에, 산술 복호의 서브 종단 처리를 행했지만, 다른 값을 복원했을 때에 서브 종단 처리를 행해도 된다. 예를 들면, 다른 값은, 「0」이어도 되고, 미리 결정되어 있으면 된다. 또, 서브 종단 비트 대신에, CTU가 서브 단위의 종단에 있는지의 여부를 나타내는 플래그(예를 들면, end＿of＿sub＿stream＿flag)를 산술 복호해도 된다. 즉, 엔트로피 복호부(110)는, 슬라이스 종단 플래그(end＿of＿slice＿flag)가 0을 나타내는 경우에, 서브 종단 플래그(end＿of＿sub＿stream＿flag)를 산술 복호한다. 그리고 엔트로피 복호부(110)는, 그 서브 종단 플래그가 1을 나타낸다고 판정하면, 슬라이스 종단 플래그가 1을 나타내는 경우에 행해지는 종단 처리와 동일한 산술 복호의 종단 처리를 행하고, 또한 바이트 선두 탐색(byte＿alignment())을 행한다. 또, 엔트로피 복호부(110)는, 그 서브 종단 플래그가 0을 나타낸다고 판정하면, 다음의 CTU를 산술 복호하는 처리를 계속한다. 이와 같이 서브 종단 플래그를 이용하는 것에 의해서도, 상기 실시의 형태 1 및 그 변형예와 동일한 효과를 나타낼 수 있다.

또한, 상기 실시의 형태 1 및 그 변형예에서는, 직전에 산술 복호된 CTU가 서브 단위의 종단에 있는 경우에, 산술 복호의 서브 종단 처리를 행한다. 바꾸어 말하면, 상기 실시의 형태 1 및 그 변형예에서는, 직전에 산술 복호된 CTU의 다음에 산술 복호되는 CTU가 서브 단위의 선두에 있는 경우에, 산술 복호의 서브 종단 처리를 행한다. 또, 상기 실시의 형태 1 및 그 변형예에서는, 직전에 산술 복호된 CTU가 슬라이스의 종단에 있는 경우에, 산술 복호의 종단 처리를 행하고, 그 CTU가 슬라이스의 종단에는 없으며, 서브 단위의 종단에 있는 경우에, 산술 복호의 종단 처리와 동일한 처리인 서브 종단 처리를 행한다. 따라서, 산술 복호의 종단 처리가 중복되어 행해지는 것을 막아, 적절한 산술 복호를 행할 수 있다.

(실시의 형태 2)

도 11은, 본 실시의 형태에 있어서의 화상 부호화 장치의 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다.

본 실시의 형태에 있어서의 화상 부호화 장치(200)는, 실시의 형태 1의 화상 복호 장치(100)에 의해 복호되는 비트 스트림 BS를 생성하는 것이며, 감산기(205)와, 변환·양자화부(210)와, 엔트로피 부호화부(220)와, 역양자화·역변환부(230)와, 가산기(235)와, 루프 필터(240)와, 메모리(250)와, 인트라 예측부(260)와, 움직임 검출부(270)와, 움직임 보상부(280)와, 인트라/인터 전환 스위치(290)를 구비한다.

감산기(205)는, 화상 데이터를 구성하는 블록을 나타내는 입력 신호와 예측 신호의 차분, 즉, 예측 오차 신호를 산출한다. 변환·양자화부(210)는, 공간 영역의 예측 오차 신호를 변환(주파수 변환)함으로써, 주파수 영역의 변환 계수를 생성한다. 예를 들면, 변환·양자화부(210)는, 예측 오차 신호에 DCT(Discrete Cosine Transform) 변환을 행함으로써, 변환 계수를 생성한다. 또한, 변환·양자화부(210)는, 변환 계수를 양자화함으로써, 양자화 계수를 생성한다.

엔트로피 부호화부(220)는, 양자화 계수를 가변길이 부호화함으로써, 비트 스트림 BS를 생성한다. 또, 엔트로피 부호화부(220)는, 움직임 검출부(270)에 의해 검출된 움직임 데이터(예를 들면, 움직임 벡터)를 가변길이 부호화하고, 비트 스트림 BS에 포함시켜 출력한다.

역양자화·역변환부(230)는, 양자화 계수를 역양자화함으로써, 변환 계수를 복원한다. 또한, 역양자화·역변환부(230)는, 복원한 변환 계수를 역변환함으로써, 예측 오차 신호를 복원한다. 또한, 복원된 예측 오차 신호는, 양자화에 의해 정보가 소실되어 있으므로, 감산기(205)가 생성하는 예측 오차 신호와는 일치하지 않는다. 즉, 복원된 예측 오차 신호는, 양자화 오차를 포함하고 있다.

가산기(235)는, 복원된 예측 오차 신호와 예측 신호를 가산함으로써, 로컬 복호 화상을 생성한다. 루프 필터(240)는, 생성된 로컬 복호 화상에 디블로킹 필터 처리 등의 루프 필터 처리를 행한다.

메모리(250)는, 움직임 보상에 이용되는 참조 화상을 저장하기 위한 메모리이다. 구체적으로는, 메모리(250)는, 루프 필터 처리가 실시된 로컬 복호 화상을 참조 화상으로서 저장한다.

인트라 예측부(260)는, 면내 예측 모드에 따라서, 인트라 예측을 행함으로써, 예측 신호(인트라 예측 신호)를 생성한다. 구체적으로는, 인트라 예측부(260)는, 가산기(235)에 의해 생성된 로컬 복호 화상에 있어서의, 부호화 대상 블록(입력 신호)의 주위의 화상을 참조함으로써, 그 부호화 대상 블록에 대한 인트라 예측을 행한다. 이것에 의해, 인트라 예측부(260)는, 인트라 예측 신호를 생성한다.

움직임 검출부(270)는, 입력 신호와, 메모리(250)에 저장된 참조 화상 사이의 움직임을 나타내는 움직임 데이터(예를 들면, 움직임 벡터)를 검출한다. 움직임 보상부(280)는, 검출된 움직임 데이터에 의거하여 움직임 보상을 행함으로써, 부호화 대상 블록에 대한 예측 신호(인터 예측 신호)를 생성한다.

인트라/인터 전환 스위치(290)는, 인트라 예측 신호 및 인터 예측 신호 중 어느 하나를 선택하고, 선택한 신호를 예측 신호로서 감산기(205) 및 가산기(235)에 출력한다.

이상의 구성에 의해, 본 실시의 형태에 있어서의 화상 부호화 장치(200)는, 화상 데이터를 부호화한다.

여기서, 본 실시의 형태에 있어서의 화상 부호화 장치(200)의 엔트로피 부호화부(220)는, 양자화 계수 및 움직임 데이터를 포함하는 부호화 대상 신호, 즉 각 CTU를 포함하는 부호화 대상 신호를 산술 부호화함으로써, 그 부호화 대상 신호를 가변길이 부호화한다.

본 실시의 형태에 있어서의 엔트로피 부호화부(220)에 의한 산술 부호화는, 병렬 처리여도 순차 처리여도 올바르게 복호 가능한 비트 스트림 BS를 생성할 수 있는 것이다. 따라서, HEVC에 있어서, 서브 단위를 이용하여, 고속 처리가 필요해진 경우, 본 실시의 형태에 있어서의 산술 부호화의 실장 메리트는 매우 높다.

이하, 이 엔트로피 부호화부(220)의 산술 부호화에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 이 산술 부호화는, 실시의 형태 1에서 설명한 산술 복호에 대응하는 산술 부호화이다.

도 12는, 본 실시의 형태에 있어서의 엔트로피 부호화부(220)의 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다. 본 실시의 형태에 있어서의 엔트로피 부호화부(220)는, CTU 부호화부(221), 슬라이스 종단 부호화부(222), 서브 종단 판정부(223), 서브 종단 처리부(226), 바이트 얼라인먼트부(224), 및 종단 처리부(225)를 구비한다. 이러한, 엔트로피 부호화부(220)는, 부호화 대상 신호를 산술 부호화하여 비트 스트림 BS를 출력한다. 또, 엔트로피 부호화부(220)는, 슬라이스에 대한 처리의 종료를 통지하기 위한 슬라이스 처리 종단 신호를 필요에 따라서 출력한다.

도 13은, 본 실시의 형태에 있어서의 엔트로피 부호화부(220)의 처리 동작의 일례를 나타내는 플로차트이다.

우선, CTU 부호화부(221)는, 부호화 대상 신호에 포함되는 CTU(coding＿tree＿unit())를 소정의 방법에 의거하여 산술 부호화한다(단계 S201). 또, CTU 부호화부(221)는, 이와 같이 산술 부호화된 CTU를 비트 스트림 BS에 삽입하여 출력한다. 혹은, CTU 부호화부(221)는, 예를 들면 화상 부호화 장치(200) 내의 메모리에 그 산술 부호화된 CTU를 저장한다.

다음에, 슬라이스 종단 부호화부(222)는, 단계 S201에서 산술 부호화된 CTU가 슬라이스의 종단에 있는지의 여부를 나타내는 상기 서술한 슬라이스 종단 플래그(end＿of＿slice＿flag)를 산술 부호화한다(단계 S202). 다음에, 슬라이스 종단 부호화부(222)는, 슬라이스 종단 플래그(end＿of＿slice＿flag)가 0을 나타내는지의 여부를 판정한다(단계 S203). 여기서, 슬라이스 종단 플래그가 0이 아니라 1을 나타낸다고 판정되면, 즉, CTU가 슬라이스의 종단에 있다고 판정되면(S203에서 NO), 종단 처리부(225)는, 산술 부호화의 종단 처리를 실행한다(단계 S204). 산술 부호화의 종단 처리란, 통상의 산술 부호화와는 상이하며, 산술 부호화의 내부 확률 상태를 리셋하기 위해 실행하는 처리이다. 즉, 산술 부호화에서는, 부호화 대상이 되는 바이너리 신호의 부호화 시, 내부 확률 상태를 갱신한 후에, 비트열이 출력되지 않는 경우가 있다. 그래서, 산술 부호화의 종단 처리는, 비트열이 출력되지 않는 상태에서는 정보가 소실되어 버리기 때문에 실행되는 처리이며, 구체적으로는, 비특허 문헌 1의 EncoderFlush라는 처리를 포함한다. 이러한 산술 부호화의 종단 처리에 의해, 내부 확률 상태가 비트 스트림 BS에 쓰여져서, 올바르게 복호 가능한 비트 스트림 BS가 생성된다. 또, 종단 처리부(225)는, CTU가 슬라이스의 종단에 있는 것을 나타내는 신호(슬라이스 처리 종단 신호)를 출력한다. 예를 들면, 이 슬라이스 처리 종단 신호는, 다음의 슬라이스의 처리의 실행의 통지 등에 이용된다.

한편, 슬라이스 종단 플래그가 0을 나타낸다고 판정되면(단계 S203의 YES), 즉, 직전에 산술 부호화된 CTU가 슬라이스의 종단에 없는 경우에는, 서브 종단 판정부(223)는, 이 CTU가 서브 단위의 종단에 있는지의 여부를 판정한다(단계 S205). 서브 단위는, 상기 서술한 타일 혹은 CTU 라인이며, 서브 종단 판정부(223)는, 실시의 형태 1과 동일한 방법으로 서브 단위의 종단에 있는지의 여부를 판정한다.

CTU가 서브 단위의 종단에 있다고 판정되면(단계 S205에서 YES), 서브 종단 처리부(226)는, 서브 단위의 종단을 나타내는 1비트(서브 종단 비트)를 산술 부호화하고, 서브 종단 처리를 실행한다(단계 S206). 또한, 이때에는, 항상 1을 나타내는 서브 종단 비트가 산술 부호화된다. 즉, 미리 1을 나타내는 서브 종단 비트가, 산술 부호화되고, 서브 단위의 종단에 있는 CTU 뒤에 배치되도록, 비트 스트림 BS에 포함시킬 수 있다. 또, 산술 부호화의 서브 종단 처리는, 종단 처리부(225)에 의해 단계 S204에서 행해지는 산술 부호화의 종단 처리와 동일한 처리이다.

그 서브 종단 처리가 행해진 후, 바이트 얼라인먼트부(224)는, 부호화된 서브 단위의 비트수가 바이트 단위의 정수배가 되도록, N비트(N은 0 이상의 정수)를 비트 스트림 BS에 기입하는 처리인 바이트 얼라인먼트를 행한다(단계 S207). 즉, 바이트 얼라인먼트부(224)는, 다음에 산술 부호화되는 CTU의 선두가 바이트 단위의 선두가 되도록 N비트를 기입하고, 비트 스트림 포인터를 그 선두로 이동시킨다.

또, 서브 단위의 종단에 없다고 판정된 후(단계 S205에서 NO), 또는 단계 S207의 처리가 행해진 후에는, 엔트로피 부호화부(220)는 단계 S201로부터의 처리를 다음의 CTU에 대해 반복해서 실행한다.

또한, 본 실시의 형태에 있어서의 엔트로피 부호화부(220)는, 도 9에 나타내는 신택스에 따라서 슬라이스를 산술 부호화한다.

즉, 엔트로피 부호화부(220)는, 산술 부호화된 CTU를 데이터(181)(coding＿tree＿unit())와, 산술 부호화된 슬라이스 종단 플래그(182)(end＿of＿slice＿flag)를 생성하여 비트 스트림 BS에 포함시킨다. 그리고 엔트로피 부호화부(220)는, 조건(183)이 만족되어 있는지의 여부를 판정하여, 만족되어 있다고 판정했을 때에는, 값 「1」을 나타내는 서브 종단 비트(184)(end＿of＿sub＿stream＿one＿bit)를 산술 부호화하고 비트 스트림 BS에 포함시킨다. 그리고 엔트로피 부호화부(220)는, 이 서브 종단 비트(184)의 산술 부호화를 트리거로 하여, 산술 부호화의 서브 종단 처리를 행하고, 비트열(185)을 기입하는 처리인 바이트 얼라인먼트를 행한다. 또한, 조건(183)이 만족되어 있지 않는 경우에는, 엔트로피 부호화부(220)는 서브 종단 비트(184)를 산술 부호화하지 않고, 바이트 얼라인먼트도 행하지 않는다. 그 결과, 조건(183)이 만족되어 있지 않는 경우에는, 산술 부호화된 서브 종단 비트(184)도 비트열(185)도 슬라이스에는 포함되지 않는다.

이와 같이, 본 실시의 형태에서는, 직전에 산술 부호화된 CTU가 서브 단위의 종단에 있는 경우에, 직전에 산술 부호화된 CTU가 슬라이스의 종단에 있는 경우에 행해지는 종단 처리와 동일한 처리인 서브 종단 처리가 행해진다. 따라서, 화상 부호화 장치(200)는, 단계 S207의 처리에 의해 기입된 비트열의 후단부터, 즉, 부호화 대상 신호의 도중부터, CTU의 산술 부호화를 개시할 수 있다. 그 결과, 화상 부호화 장치(200)는, 부호화 입력 신호에 포함되는 복수의 구성 단위를 순차적으로 부호화시킬 수 있음과 함께, 그러한 복수의 구성 단위를 병렬로 부호화시킬 수도 있다. 이러한 복수의 구성 단위는, 복수의 슬라이스여도, 복수의 서브 단위여도 된다.

이와 같이, 본 실시의 형태에서는, 복수의 서브 단위에 대한 산술 부호화를 병렬로 실행하는 것이 가능해지기 때문에, 예를 들면 고해상도의 동화상을 실시간 녹화하는 경우 등, 고속 처리가 필요한 경우에 유용하다. 또, 본 실시의 형태에서는, 서브 단위의 종단에서, 올바르게 산술 부호화의 내부 확률 상태를 리셋하는 것 등에 의해, 종단 처리가 행해지기 때문에, 복수의 서브 단위에 대한 산술 부호화를 병렬로 실행한 경우여도, 부호화 시와 복호 시에서 내부 확률 상태가 상이한 일은 없으며, 비트 스트림 BS를 올바르게 생성하는 것이 가능해진다.

또, 본 실시의 형태에서는, CTU가 슬라이스의 종단에 있는 경우에는, 서브 종단 비트의 산술 부호화와 서브 종단 처리는 행해지지 않는다. 따라서, CTU가 슬라이스의 종단에 있는 경우에는, 용장 부호인 서브 종단 비트를 비트 스트림 BS에 포함시킬 필요가 없기 때문에, 부호화 효율의 열화를 억제하면서 병렬 처리를 실행할 수 있다.

또한, 본 실시의 형태에서는, 서브 단위의 종단에서는, 서브 종단 비트의 산술 부호화와 종단 처리를 포함하는 처리가 행해지기 때문에, 서브 단위의 종단과 슬라이스의 종단에서 실행되는 처리를 공통화시킬 수 있다. 즉, 서브 단위의 종단에서 행해지는 처리를 위해 새로운 처리부를 설치할 필요가 없기 때문에, 간단한 구성으로 화상을 복호할 수 있다. 바꾸어 말하면, 슬라이스의 종단에서 행해지는 처리, 즉, 1비트를 산술 부호화함으로써 값 「1」을 복원하는 것을 트리거로 하여, 산술 부호화의 종단 처리를 행하는 구성을, 슬라이스의 종단뿐만이 아니라, 서브 단위의 종단에도 이용할 수 있다. 이것에 의해, 그 구성을 두루 사용할 수 있기 때문에, 화상을 부호화하는 구성을 간단하게 할 수 있다. 구체적으로는, 서브 종단 처리부(226)는, 슬라이스 종단 부호화부(222)와 종단 처리부(225)에 의한 기능을 이용할 수 있다.

(변형예)

상기 실시의 형태 2에서는, 서브 종단 비트(184)를 산술 부호화하고, 값 「1」을 나타내는 선두의 비트를 포함하는 비트열(185)을 건너뛰었지만, 본 변형예에서는, 그 선두의 비트를 서브 종단 비트(184)로서 산술 부호화한다. 즉, 본 변형예에서는, 도 9에 나타내는 서브 종단 비트(184)가 생략되고, 그 대신에, 상기 서술한 비트열(185)의 선두의 비트(185a)(도 10 참조)가 서브 종단 비트로서 이용된다. 이러한 본 변형예여도, 상기 실시의 형태 2와 동일한 효과를 나타낼 수 있다. 또한, 본 변형예는, 실시의 형태 1의 변형예에 관련된 화상 복호 방법에 대응하는 화상 부호화 방법이다.

도 10에 나타내는 바와 같이, 본 변형예에 관련된 엔트로피 부호화부(220)는, 값 「1」을 나타내는 비트를 산술 부호화함으로써 생성된 비트(185a)와, 산술 부호화되지 않는, 필요에 따른 수의 0을 나타내는 비트(185b)를 포함하는 비트열(185)을, 비트 스트림 BS에 기입한다. 즉, 본 변형예에 관련된 비트열(185)의 선두의 비트(185a)는, 상기 실시의 형태 1과 같은 값 「1」을 나타내는 비트가 아니라, 값 「1」이 산술 부호화됨으로써 얻어지는 비트이다.

이러한 본 변형예에서는, 상기 실시의 형태 1과 동일한 효과를 나타낼 수 있음과 함께, 부호화 및 복호해야 할 데이터를 서브 단위마다 1비트만큼 줄일 수 있어, 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 실시의 형태 1 및 그 변형예에서는, 값 「1」을 나타내는 1비트(서브 종단 비트)를 부호화했을 때에, 산술 부호화의 서브 종단 처리를 행했지만, 다른 값을 나타내는 비트를 산술 부호화했을 때에 서브 종단 처리를 행해도 된다. 예를 들면, 다른 값은 「0」이어도 되고, 미리 결정되어 있으면 된다. 또, 서브 종단 비트 대신에, CTU가 서브 단위의 종단에 있는지의 여부를 나타내는 플래그(예를 들면, end＿of＿sub＿stream＿flag)를 산술 부호화해도 된다. 즉, 엔트로피 부호화부(220)는, 슬라이스 종단 플래그(end＿of＿slice＿flag)가 0을 나타내는 경우에, 서브 종단 플래그(end＿of＿sub＿stream＿flag)를 산술 부호화한다. 그리고 엔트로피 부호화부(220)는, 그 서브 종단 플래그가 1을 나타낸다고 판정하면, 슬라이스 종단 플래그가 1을 나타내는 경우에 행해지는 종단 처리와 동일한 산술 부호화의 종단 처리를 행하고, 또한 바이트 얼라인먼트(byte＿alignment())를 행한다. 또, 엔트로피 부호화부(220)는, 그 서브 종단 플래그가 0을 나타낸다고 판정하면, 다음의 CTU를 산술 부호화하는 처리를 계속한다. 이와 같이 서브 종단 플래그를 이용하는 것에 의해서도, 상기 실시의 형태 2 및 그 변형예와 동일한 효과를 나타낼 수 있다.

또한, 상기 실시의 형태 2 및 그 변형예에서는, 직전에 산술 부호화된 CTU가 서브 단위의 종단에 있는 경우에, 산술 부호화의 서브 종단 처리를 행한다. 바꾸어 말하면, 상기 실시의 형태 2 및 그 변형예에서는, 직전에 산술 부호화된 CTU의 다음에 산술 부호화되는 CTU가 서브 단위의 선두에 있는 경우에, 산술 부호화의 서브 종단 처리를 행한다. 또, 상기 실시의 형태 2 및 그 변형예에서는, 직전에 산술 부호화된 CTU가 슬라이스의 종단에 있는 경우에, 산술 복호의 종단 처리를 행하고, 그 CTU가 슬라이스의 종단에는 없으며, 서브 단위의 종단에 있는 경우에, 산술 부호화의 종단 처리와 동일한 처리인 서브 종단 처리를 행한다. 따라서, 산술 부호화의 종단 처리가 중복되어 행해지는 것을 막아, 적절한 산술 부호화를 행할 수 있다.

이상, 하나 또는 복수의 양태에 관련된 화상 복호 방법 및 화상 부호화 방법에 대해서, 각 실시의 형태 및 변형예에 의거하여 설명했지만, 본 발명은, 이러한 실시의 형태 및 변형예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한, 당업자가 생각할 수 있는 각종 변형을, 상기 각 실시의 형태 및 변형예에 실시한 것이나, 상이한 실시의 형태 및 변형예에 있어서의 구성 요소를 조합하여 구축되는 형태도, 하나 또는 복수의 양태의 범위 내에 포함되어도 된다.

도 14a는, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 복호 방법을 나타내는 플로차트이다.

이 일 양태에 관련된 화상 복호 방법은, 비트 스트림에 포함되는 부호화된 화상을 블록마다 복호하는 화상 복호 방법이며, 복호 대상 블록을 산술 복호하고(S11), 상기 복호 대상 블록이 슬라이스의 종단에 있는지의 여부를 판정하며(S12), 상기 슬라이스의 종단에는 없다고 판정된 경우에는, 슬라이스와는 상이한 상기 화상의 구성 단위인 서브 단위의 종단에 있는지의 여부를 판정하며(S13), 상기 서브 단위의 종단에 있다고 판정된 경우에는, 서브 종단 비트를 산술 복호하고, 산술 복호의 종단 처리를 제1 종단 처리로서 행한다(S14).

도 14b는, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 복호 장치의 구성을 나타내는 도이다.

이 일 양태에 관련된 화상 복호 장치(10)는, 비트 스트림에 포함되는 부호화된 화상을 블록마다 복호하는 화상 복호 장치이며, 복호 대상 블록을 산술 복호하는 블록 복호부(11)와, 상기 복호 대상 블록이 슬라이스의 종단에 있는지의 여부를 판정하는 슬라이스 종단 판정부(12)와, 상기 슬라이스의 종단에는 없다고 판정된 경우에는, 슬라이스와는 상이한 상기 화상의 구성 단위인 서브 단위의 종단에 있는지의 여부를 판정하는 서브 종단 판정부(13)와, 상기 서브 단위의 종단에 있다고 판정된 경우에는, 서브 종단 비트를 산술 복호하고, 산술 복호의 종단 처리를 제1 종단 처리로서 행하는 종단 처리부(14)를 구비한다.

이것에 의해, 산술 복호된 블록(CTU)이 슬라이스의 종단에 없어도, 서브 단위(타일 또는 CTU 라인 등)의 종단에 있으면, 산술 복호의 종단 처리가 행해지기 때문에, 비트 스트림에 포함되는 복수의 서브 단위를 적절히 병렬로 복호할 수 있다. 또, 슬라이스와 서브 단위를 이용함으로써, 부호화 효율의 저하를 억제한 비트 스트림을 적절히 복호할 수 있다. 또한, 서브 단위의 종단에서는, 서브 종단 비트의 산술 복호와 종단 처리를 포함하는 처리가 행해지기 때문에, 슬라이스의 종단에서, 플래그의 산술 복호와 종단 처리를 포함하는 처리가 행해지는 경우에는, 서브 단위의 종단과 슬라이스의 종단에서 실행되는 처리를 공통화시킬 수 있다. 즉, 서브 단위의 종단에서 행해지는 처리를 위해 새로운 처리부를 설치할 필요가 없기 때문에, 간단한 구성으로 화상을 복호할 수 있다.

도 15a는, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 부호화 방법을 나타내는 플로차트이다.

이 일 양태에 관련된 화상 부호화 방법은, 화상을 블록마다 부호화함으로써 비트 스트림을 생성하는 화상 부호화 방법이며, 부호화 대상 블록을 산술 부호화하고(S21), 상기 부호화 대상 블록이 슬라이스의 종단에 있는지의 여부를 판정하여(S22), 상기 슬라이스의 종단에는 없다고 판정된 경우에는, 슬라이스와는 상이한 상기 화상의 구성 단위인 서브 단위의 종단에 있는지의 여부를 판정하며(S23), 상기 서브 단위의 종단에 있다고 판정된 경우에는, 서브 종단 비트를 산술 부호화하고, 산술 부호화의 종단 처리를 제1 종단 처리로서 행한다(S24).

도 15b는, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 부호화 장치의 구성을 나타내는 도이다.

이 일 양태에 관련된 화상 부호화 장치(20)는, 화상을 블록마다 부호화함으로써 비트 스트림을 생성하는 화상 부호화 장치이며, 부호화 대상 블록을 산술 부호화하는 블록 부호화부(21)와, 상기 부호화 대상 블록이 슬라이스의 종단에 있는지의 여부를 판정하는 슬라이스 종단 판정부(22)와, 상기 슬라이스의 종단에는 없다고 판정된 경우에는, 슬라이스와는 상이한 상기 화상의 구성 단위인 서브 단위의 종단에 있는지의 여부를 판정하는 서브 종단 판정부(23)와, 상기 서브 단위의 종단에 있다고 판정된 경우에는, 서브 종단 비트를 산술 부호화하고, 산술 부호화의 종단 처리를 제1 종단 처리로서 행하는 종단 처리부(24)를 구비한다.

이것에 의해, 산술 부호화된 블록(CTU)이 슬라이스의 종단에 없어도, 서브 단위(타일 또는 CTU 라인 등)의 종단에 있으면, 산술 부호화의 종단 처리가 행해지기 때문에, 비트 스트림에 포함되는 복수의 서브 단위를 적절히 병렬로 부호화시킬 수 있다. 또, 슬라이스와 서브 단위를 이용함으로써, 부호화 효율의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 서브 단위의 종단에서는, 서브 종단 비트의 산술 부호화와 종단 처리를 포함하는 처리가 행해지기 때문에, 슬라이스의 종단에서, 플래그의 산술 부호화와 종단 처리를 포함하는 처리가 행해지는 경우에는, 서브 단위의 종단과 슬라이스의 종단에서 실행되는 처리를 공통화시킬 수 있다. 즉, 서브 단위의 종단에서 행해지는 처리를 위해 새로운 처리부를 설치할 필요가 없기 때문에, 간단한 구성으로 화상을 부호화시킬 수 있다.

또한, 상기 각 실시의 형태에 있어서, 각 구성 요소는, 전용의 하드웨어로 구성되거나, 각 구성 요소에 적절한 소프트웨어 프로그램을 실행함으로써 실현되어도 된다. 각 구성 요소는, CPU 또는 프로세서 등의 프로그램 실행부가, 하드 디스크 또는 반도체 메모리 등의 기록 매체에 기록된 소프트웨어 프로그램을 읽어내어 실행함으로써 실현되어도 된다. 바꾸어 말하면, 화상 부호화 장치 및 화상 복호 장치는, 처리 회로와, 상기 처리 회로에 전기적으로 접속된(상기 처리 회로로부터 액세스 가능한) 기억 장치(storage)를 구비한다. 처리 회로는, 전용의 하드웨어 및 프로그램 실행부 중 적어도 한쪽을 포함한다. 또, 기억 장치는, 처리 회로가 프로그램 실행부를 포함하는 경우에는, 상기 프로그램 실행부에 의해 실행되는 소프트웨어 프로그램을 기억한다. 여기서, 상기 각 실시의 형태의 화상 복호 장치 및 화상 부호화 장치 등을 실현하는 소프트웨어는, 도 14a에 나타내는 화상 복호 방법 또는 도 15a에 나타내는 화상 부호화 방법에 포함되는 각 단계를 컴퓨터로 실행시키는 프로그램이다.

또, 상기 각 실시의 형태 및 그러한 변형예에 있어서, 명기되어 있지 않은 것은 비특허 문헌 1에 기재되어 있는 것과 동일해도 된다.

(실시의 형태 3)

상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법(화상 부호화 방법) 또는 동화상 복호화 방법(화상 복호 방법)의 구성을 실현하기 위한 프로그램을 기억 미디어에 기록함으로써, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 처리를 독립된 컴퓨터 시스템에 있어서 간단하게 실시하는 것이 가능해진다. 기억 미디어는, 자기 디스크, 광디스크, 광자기 디스크, IC카드, 반도체 메모리 등, 프로그램을 기록할 수 있는 것이면 된다.

또한, 여기서, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법(화상 부호화 방법)이나 동화상 복호화 방법(화상 복호 방법)의 응용예와 그것을 이용한 시스템을 설명한다. 상기 시스템은, 화상 부호화 방법을 이용한 화상 부호화 장치, 및 화상 복호 방법을 이용한 화상 복호 장치로 이루어지는 화상 부호화 복호 장치를 가지는 것을 특징으로 한다. 시스템에 있어서의 다른 구성에 대해서, 경우에 따라 적절히 변경할 수 있다.

도 16은, 컨텐츠 전달 서비스를 실현하는 컨텐츠 공급 시스템 ex100의 전체 구성을 나타내는 도이다. 통신 서비스의 제공 에어리어를 원하는 크기로 분할하고, 각 셀 내에 각각 고정 무선국인 기지국 ex106, ex107, ex108, ex109, ex110이 설치되어 있다.

이 컨텐츠 공급 시스템 ex100은, 인터넷 ex101에 인터넷 서비스 프로바이더 ex102 및 전화망 ex104, 및 기지국 ex106부터 ex110을 통하여, 컴퓨터 ex111, PDA(Personal Digital Assistant) ex112, 카메라 ex113, 휴대 전화 ex114, 게임기 ex115 등의 각 기기가 접속된다.

그러나 컨텐츠 공급 시스템 ex100은 도 16과 같은 구성에 한정되지 않고, 어느 하나의 요소를 조합하여 접속하도록 해도 된다. 또, 고정 무선국인 기지국 ex106부터 ex110을 통하지 않고, 각 기기가 전화망 ex104에 직접 접속되어도 된다. 또, 각 기기가 근거리 무선 등을 통하여 직접 서로 접속되어 있어도 된다.

카메라 ex113은 디지털 비디오 카메라 등의 동화상 촬영이 가능한 기기이며, 카메라 ex116은 디지털 카메라 등의 정지 화상 촬영, 동화상 촬영이 가능한 기기이다. 또, 휴대 전화 ex114는, GSM(등록상표)(Global System for Mobile Communications) 방식, CDMA(Code Division Multiple Access) 방식, W-CDMA(Wideband-Code Division Multiple Access) 방식, 혹은 LTE(Long Term Evolution) 방식, HSPA(High Speed Packet Access)의 휴대 전화기, 또는 PHS(Personal Handyphone System) 등이며, 어느 것이어도 상관없다.

컨텐츠 공급 시스템 ex100에서는, 카메라 ex113 등이 기지국 ex109, 전화망 ex104를 통해서 스트리밍 서버 ex103에 접속됨으로써, 라이브 전달 등이 가능하게 된다. 라이브 전달에서는, 사용자가 카메라 ex113을 이용하여 촬영하는 컨텐츠(예를 들면, 음악 라이브의 영상 등)에 대해 상기 각 실시의 형태에서 설명한 바와 같이 부호화 처리를 행하여(즉, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 부호화 장치로서 기능한다), 스트리밍 서버 ex103에 송신한다. 한편, 스트리밍 서버 ex103은 요구가 있었던 클라이언트에 대해 송신된 컨텐츠 데이터를 스트림 전달한다. 클라이언트로서는, 상기 부호화 처리된 데이터를 복호화하는 것이 가능한, 컴퓨터 ex111, PDA ex112, 카메라 ex113, 휴대 전화 ex114, 게임기 ex115 등이 있다. 전달된 데이터를 수신한 각 기기에서는, 수신한 데이터를 복호화 처리하여 재생한다(즉, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 복호 장치로서 기능한다).

또한, 촬영한 데이터의 부호화 처리는 카메라 ex113으로 행해도, 데이터의 송신 처리를 행하는 스트리밍 서버 ex103으로 행해도 되고, 서로 분담해서 행해도 된다. 마찬가지로 전달된 데이터의 복호화 처리는 클라이언트로 행해도, 스트리밍 서버 ex103으로 행해도 되고, 서로 분담해서 행해도 된다. 또, 카메라 ex113에 한정되지 않고, 카메라 ex116으로 촬영한 정지 화상 이미지 및/또는 동화상 데이터를, 컴퓨터 ex111을 통하여 스트리밍 서버 ex103에 송신해도 된다. 이 경우의 부호화 처리는 카메라 ex116, 컴퓨터 ex111, 스트리밍 서버 ex103 중 어느 것으로 행해도 되고, 서로 분담해서 행해도 된다.

또, 이들 부호화·복호화 처리는, 일반적으로 컴퓨터 ex111이나 각 기기가 가지는 LSI ex500에 있어서 처리한다. LSI ex500은, 원 칩이어도 복수 칩으로 이루어지는 구성이어도 된다. 또한, 동화상 부호화·복호화용의 소프트웨어를 컴퓨터 ex111 등으로 판독 가능한 어떠한 기록 미디어(CD-ROM, 플렉서블 디스크, 하드 디스크 등)에 장착하고, 그 소프트웨어를 이용하여 부호화·복호화 처리를 행해도 된다. 또한, 휴대 전화 ex114가 카메라가 달린 경우에는, 그 카메라로 취득한 동화상 데이터를 송신해도 된다. 이때의 동화상 데이터는 휴대 전화 ex114가 가지는 LSI ex500으로 부호화 처리된 데이터이다.

또, 스트리밍 서버 ex103은 복수의 서버나 복수의 컴퓨터이며, 데이터를 분산하여 처리하거나 기록하거나 전달하는 것이어도 된다.

이상과 같이 하여, 컨텐츠 공급 시스템 ex100에서는, 부호화된 데이터를 클라이언트가 수신하여 재생할 수 있다. 이와 같이 컨텐츠 공급 시스템 ex100에서는, 사용자가 송신한 정보를 실시간으로 클라이언트가 수신하여 복호화하고, 재생할 수 있어, 특별한 권리나 설비를 갖지 않는 사용자라도 개인 방송을 실현할 수 있다.

또한, 컨텐츠 공급 시스템 ex100의 예에 한정되지 않고, 도 17에 나타내는 바와 같이, 디지털 방송용 시스템 ex200에도, 상기 각 실시의 형태의 적어도 동화상 부호화 장치(화상 부호화 장치) 또는 동화상 복호화 장치(화상 복호 장치) 중 어느 하나를 장착할 수 있다. 구체적으로는, 방송국 ex201에서는 영상 데이터에 음악 데이터 등이 다중화된 다중화 데이터가 전파를 통하여 통신 또는 위성 ex202에 전송된다. 이 영상 데이터는 상기 각 실시의 형태에서 설명한 동화상 부호화 방법에 의해 부호화된 데이터이다(즉, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 부호화 장치에 의해 부호화된 데이터이다). 이것을 받은 방송 위성 ex202는, 방송용의 전파를 발신하고, 이 전파를 위성 방송의 수신이 가능한 가정의 안테나 ex204가 수신한다. 수신한 다중화 데이터를, 텔레비전(수신기) ex300 또는 셋탑 박스(STB) ex217 등의 장치가 복호화하여 재생한다(즉, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 복호 장치로서 기능한다).

또, DVD, BD 등의 기록 미디어 ex215에 기록한 다중화 데이터를 판독하여 복호화하거나, 또는 기록 미디어 ex215에 영상 신호를 부호화하고, 또한 경우에 따라서는 음악 신호와 다중화하여 기입하는 리더/레코더 ex218에도 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호화 장치 또는 동화상 부호화 장치를 실장하는 것이 가능하다. 이 경우, 재생된 영상 신호는 모니터 ex219에 표시되며, 다중화 데이터가 기록된 기록 미디어 ex215에 의해 다른 장치나 시스템에 있어서 영상 신호를 재생할 수 있다. 또, 케이블 텔레비전용의 케이블 ex203 또는 위성/지상파 방송의 안테나 ex204에 접속된 셋탑 박스 ex217 내에 동화상 복호화 장치를 실장하고, 이것을 텔레비전의 모니터 ex219로 표시해도 된다. 이때 셋탑 박스가 아니라, 텔레비전 내에 동화상 복호화 장치를 장착해도 된다.

도 18은, 상기 각 실시의 형태에서 설명한 동화상 복호화 방법 및 동화상 부호화 방법을 이용한 텔레비전(수신기) ex300을 나타내는 도이다. 텔레비전 ex300은, 상기 방송을 수신하는 안테나 ex204 또는 케이블 ex203 등을 통하여 영상 데이터에 음성 데이터가 다중화된 다중화 데이터를 취득, 또는 출력하는 튜너 ex301과, 수신한 다중화 데이터를 복조하거나, 또는 외부에 송신하는 다중화 데이터로 변조하는 변조/복조부 ex302와, 복조한 다중화 데이터를 영상 데이터와, 음성 데이터로 분리하거나, 또는 신호 처리부 ex306에서 부호화된 영상 데이터, 음성 데이터를 다중화하는 다중/분리부 ex303을 구비한다.

또, 텔레비전 ex300은, 음성 데이터, 영상 데이터 각각을 복호화하거나, 또는 각각의 정보를 부호화하는 음성 신호 처리부 ex304, 영상 신호 처리부 ex305(본 발명의 일 양태에 관련된 화상 부호화 장치 또는 화상 복호 장치로서 기능한다)를 가지는 신호 처리부 ex306과, 복호화한 음성 신호를 출력하는 스피커 ex307, 복호화한 영상 신호를 표시하는 디스플레이 등의 표시부 ex308을 가지는 출력부 ex309를 가진다. 또한, 텔레비전 ex300은, 사용자 조작의 입력을 접수하는 조작 입력부 ex312 등을 가지는 인터페이스부 ex317을 가진다. 또한, 텔레비전 ex300은, 각 부를 통괄적으로 제어하는 제어부 ex310, 각 부에 전력을 공급하는 전원 회로부 ex311을 가진다. 인터페이스부 ex317은, 조작 입력부 ex312 이외에, 리더/레코더 ex218 등의 외부 기기와 접속되는 브릿지 ex313, SD카드 등의 기록 미디어 ex216을 장착 가능하게 하기 위한 슬롯부 ex314, 하드 디스크 등의 외부 기록 미디어와 접속하기 위한 드라이버 ex315, 전화망과 접속하는 모뎀 ex316 등을 가지고 있어도 된다. 또한, 기록 미디어 ex216은, 저장하는 불휘발성/휘발성의 반도체 메모리 소자에 의해 전기적으로 정보의 기록을 가능하게 한 것이다. 텔레비전 ex300의 각 부는 동기 버스를 통하여 서로 접속되어 있다.

우선, 텔레비전 ex300이 안테나 ex204 등에 의해 외부로부터 취득한 다중화 데이터를 복호화하고, 재생하는 구성에 대해서 설명한다. 텔레비전 ex300은, 리모트 컨트롤러 ex220 등으로부터의 사용자 조작을 받아, CPU 등을 가지는 제어부 ex310의 제어에 의거하여, 변조/복조부 ex302에서 복조한 다중화 데이터를 다중/분리부 ex303에서 분리한다. 또한, 텔레비전 ex300은, 분리한 음성 데이터를 음성 신호 처리부 ex304에서 복호화하고, 분리한 영상 데이터를 영상 신호 처리부 ex305에서 상기 각 실시의 형태에서 설명한 복호화 방법을 이용하여 복호화한다. 복호화한 음성 신호, 영상 신호는, 각각 출력부 ex309로부터 외부를 향해 출력된다. 출력할 때에는, 음성 신호와 영상 신호가 동기하여 재생하도록, 버퍼 ex318, ex319 등에 일단 이들 신호를 축적하면 된다. 또, 텔레비전 ex300은, 방송 등으로부터가 아니라, 자기/광디스크, SD카드 등의 기록 미디어 ex215, ex216으로부터 다중화 데이터를 읽어내도 된다. 다음에, 텔레비전 ex300이 음성 신호나 영상 신호를 부호화하고, 외부에 송신 또는 기록 미디어 등에 기입하는 구성에 대해서 설명한다. 텔레비전 ex300은, 리모트 컨트롤러 ex220 등으로부터의 사용자 조작을 받아, 제어부 ex310의 제어에 의거하여, 음성 신호 처리부 ex304에서 음성 신호를 부호화하고, 영상 신호 처리부 ex305에서 영상 신호를 상기 각 실시의 형태에서 설명한 부호화 방법을 이용하여 부호화한다. 부호화한 음성 신호, 영상 신호는 다중/분리부 ex303에서 다중화되어 외부에 출력된다. 다중화시킬 때에는, 음성 신호와 영상 신호가 동기하도록, 버퍼 ex320, ex321 등에 일단 이들 신호를 축적하면 된다. 또한, 버퍼 ex318, ex319, ex320, ex321은 도시하고 있는 바와 같이 복수 구비하고 있어도 되고, 1개 이상의 버퍼를 공유하는 구성이어도 된다. 또한, 도시하고 있는 것 외에, 예를 들면 변조/복조부 ex302나 다중/분리부 ex303 사이 등에서도 시스템의 오버 플로우, 언더 플로우를 피하는 완충재로서 버퍼에 데이터를 축적하는 것으로 해도 된다.

또, 텔레비전 ex300은, 방송 등이나 기록 미디어 등으로부터 음성 데이터, 영상 데이터를 취득하는 것 외에, 마이크나 카메라의 AV입력을 접수하는 구성을 구비하고, 그들로부터 취득한 데이터에 대해 부호화 처리를 행해도 된다. 또한, 여기에서는 텔레비전 ex300은 상기의 부호화 처리, 다중화, 및 외부 출력을 할 수 있는 구성으로서 설명했지만, 이러한 처리를 행하지 못하고, 상기 수신, 복호화 처리, 외부 출력만이 가능한 구성이어도 된다.

또, 리더/레코더 ex218로 기록 미디어로부터 다중화 데이터를 읽어내거나, 또는 기입하는 경우에는, 상기 복호화 처리 또는 부호화 처리는 텔레비전 ex300, 리더/레코더 ex218 중 어느 것으로 행해도 되고, 텔레비전 ex300과 리더/레코더 ex218가 서로 분담해서 행해도 된다.

일례로서, 광디스크로부터 데이터의 읽어들임 또는 기입을 하는 경우의 정보 재생/기록부 ex400의 구성을 도 19에 나타낸다. 정보 재생/기록부 ex400은, 이하에 설명하는 요소 ex401, ex402, ex403, ex404, ex405, ex406, ex407을 구비한다. 광헤드 ex401은, 광디스크인 기록 미디어 ex215의 기록면에 레이저 스폿을 조사하여 정보를 기입하고, 기록 미디어 ex215의 기록면으로부터의 반사광을 검출하여 정보를 읽어 들인다. 변조 기록부 ex402는, 광헤드 ex401에 내장된 반도체 레이저를 전기적으로 구동하여 기록 데이터에 따라 레이저광의 변조를 행한다. 재생 복조부 ex403은, 광헤드 ex401에 내장된 포토디텍터에 의해 기록면으로부터의 반사광을 전기적으로 검출한 재생 신호를 증폭하고, 기록 미디어 ex215에 기록된 신호 성분을 분리하여 복조하고, 필요한 정보를 재생한다. 버퍼 ex404는, 기록 미디어 ex215에 기록하기 위한 정보 및 기록 미디어 ex215로부터 재생한 정보를 일시적으로 유지한다. 디스크 모터 ex405는 기록 미디어 ex215를 회전시킨다. 서보 제어부 ex406은, 디스크 모터 ex405의 회전 구동을 제어하면서 광헤드 ex401을 소정의 정보 트랙에 이동시켜, 레이저 스폿의 추종 처리를 행한다. 시스템 제어부 ex407은, 정보 재생/기록부 ex400 전체의 제어를 행한다. 상기의 읽어냄이나 기입의 처리는 시스템 제어부 ex407이, 버퍼 ex404에 유지된 각종 정보를 이용하고, 또 필요에 따라서 새로운 정보의 생성·추가를 행함과 함께, 변조 기록부 ex402, 재생 복조부 ex403, 서보 제어부 ex406을 협조 동작시키면서, 광헤드 ex401을 통하여, 정보의 기록 재생을 행함으로써 실현된다. 시스템 제어부 ex407은 예를 들면 마이크로 프로세서로 구성되며, 읽어냄 기입의 프로그램을 실행함으로써 그러한 처리를 실행한다.

이상에서는, 광헤드 ex401은 레이저 스폿을 조사하는 것으로서 설명했지만, 근접장광을 이용하여 보다 고밀도의 기록을 행하는 구성이어도 된다.

도 20에 광디스크인 기록 미디어 ex215의 모식도를 나타낸다. 기록 미디어 ex215의 기록면에는 안내홈(그루브)이 스파이럴형상으로 형성되며, 정보 트랙 ex230에는, 미리 그루브의 형상의 변화에 의해 디스크 상의 절대 위치를 나타내는 번지 정보가 기록되어 있다. 이 번지 정보는 데이터를 기록하는 단위인 기록 블록 ex231의 위치를 특정하기 위한 정보를 포함하고, 기록이나 재생을 행하는 장치에 있어서 정보 트랙 ex230을 재생하여 번지 정보를 판독함으로써 기록 블록을 특정할 수 있다. 또, 기록 미디어 ex215는, 데이터 기록 영역 ex233, 내주 영역 ex232, 외주 영역 ex234를 포함하고 있다. 사용자 데이터를 기록하기 위해 이용하는 영역이 데이터 기록 영역 ex233이며, 데이터 기록 영역 ex233보다 내주 또는 외주에 배치되어 있는 내주 영역 ex232와 외주 영역 ex234는, 사용자 데이터의 기록 이외의 특정 용도로 이용된다. 정보 재생/기록부 ex400은, 이러한 기록 미디어 ex215의 데이터 기록 영역 ex233에 대해, 부호화된 음성 데이터, 영상 데이터 또는 그러한 데이터를 다중화한 다중화 데이터의 읽고 쓰기를 행한다.

이상에서는, 1층의 DVD, BD 등의 광디스크를 예로 들어 설명했지만, 이들에 한정된 것이 아니라, 다층 구조이며 표면 이외에도 기록 가능한 광디스크여도 된다. 또, 디스크의 동일한 장소에 다양한 상이한 파장의 색광을 이용하여 정보를 기록하거나, 다양한 각도로부터 상이한 정보의 층을 기록하거나, 다차원적인 기록/재생을 행하는 구조의 광디스크여도 된다.

또, 디지털 방송용 시스템 ex200에 있어서, 안테나 ex205를 가지는 차 ex210에서 위성 ex202 등으로부터 데이터를 수신하고, 차 ex210이 가지는 카 내비게이션 ex211 등의 표시 장치에 동화상을 재생하는 것도 가능하다. 또한, 카 내비게이션 ex211의 구성은 예를 들면 도 18에 나타내는 구성 중, GPS 수신부를 더한 구성을 생각할 수 있으며, 동일한 것이 컴퓨터 ex111이나 휴대 전화 ex114 등에서도 생각할 수 있다.

도 21a는, 상기 실시의 형태에서 설명한 동화상 복호화 방법 및 동화상 부호화 방법을 이용한 휴대 전화 ex114를 나타내는 도이다. 휴대 전화 ex114는, 기지국 ex110과의 사이에서 전파를 송수신하기 위한 안테나 ex350, 영상, 정지 화상을 찍는 것이 가능한 카메라부 ex365, 카메라부 ex365로 촬상한 영상, 안테나 ex350으로 수신한 영상 등이 복호화된 데이터를 표시하는 액정 디스플레이 등의 표시부 ex358을 구비한다. 휴대 전화 ex114는, 또한, 조작키부 ex366을 가지는 본체부, 음성을 출력하기 위한 스피커 등인 음성 출력부 ex357, 음성을 입력하기 위한 마이크 등인 음성 입력부 ex356, 촬영한 영상, 정지 화상, 녹음한 음성, 또는 수신한 영상, 정지 화상, 메일 등의 부호화된 데이터 혹은 복호화된 데이터를 보존하는 메모리부 ex367, 또는 동일하게 데이터를 보존하는 기록 미디어와의 인터페이스부인 슬롯부 ex364를 구비한다.

또한, 휴대 전화 ex114의 구성예에 대해서, 도 21b를 이용하여 설명한다. 휴대 전화 ex114는, 표시부 ex358 및 조작키부 ex366을 구비한 본체부의 각 부를 통괄적으로 제어하는 주제어부 ex360에 대해, 전원 회로부 ex361, 조작 입력 제어부 ex362, 영상 신호 처리부 ex355, 카메라 인터페이스부 ex363, LCD(Liquid Crystal Display) 제어부 ex359, 변조/복조부 ex352, 다중/분리부 ex353, 음성 신호 처리부 ex354, 슬롯부 ex364, 메모리부 ex367이 버스 ex370을 통하여 서로 접속되어 있다.

전원 회로부 ex361은, 사용자의 조작에 의해 종화 및 전원 키가 온 상태로 되면, 배터리 팩으로부터 각 부에 대해 전력을 공급함으로써 휴대 전화 ex114를 동작 가능한 상태로 기동한다.

휴대 전화 ex114는, CPU, ROM, RAM 등을 가지는 주제어부 ex360의 제어에 의거하여, 음성 통화 모드 시에 음성 입력부 ex356으로 수음한 음성 신호를 음성 신호 처리부 ex354에서 디지털 음성 신호로 변환하고, 이것을 변조/복조부 ex352에서 스펙트럼 확산 처리하고, 송신/수신부 ex351에서 디지털 아날로그 변환 처리 및 주파수 변환 처리를 실시한 후에 안테나 ex350을 통하여 송신한다. 또 휴대 전화 ex114는, 음성 통화 모드 시에 안테나 ex350을 통하여 수신한 수신 데이터를 증폭하여 주파수 변환 처리 및 아날로그 디지털 변환 처리를 실시하고, 변조/복조부 ex352에서 스펙트럼 역확산 처리하여, 음성 신호 처리부 ex354에서 아날로그 음성 신호로 변환한 후, 이것을 음성 출력부 ex357로부터 출력한다.

또한, 데이터 통신 모드 시에 전자 메일을 송신하는 경우, 본체부의 조작키부 ex366 등의 조작에 의해 입력된 전자 메일의 텍스트 데이터는 조작 입력 제어부 ex362를 통하여 주제어부 ex360에 송출된다. 주제어부 ex360은, 텍스트 데이터를 변조/복조부 ex352에서 스펙트럼 확산 처리를 하고, 송신/수신부 ex351에서 디지털 아날로그 변환 처리 및 주파수 변환 처리를 실시한 후에 안테나 ex350을 통하여 기지국 ex110에 송신한다. 전자 메일을 수신하는 경우는, 수신한 데이터에 대해 이 거의 반대의 처리가 행해지며, 표시부 ex358에 출력된다.

데이터 통신 모드 시에 영상, 정지 화상, 또는 영상과 음성을 송신하는 경우, 영상 신호 처리부 ex355는, 카메라부 ex365로부터 공급된 영상 신호를 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법에 의해 압축 부호화하고(즉, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 부호화 장치로서 기능한다), 부호화된 영상 데이터를 다중/분리부 ex353에 송출한다. 또, 음성 신호 처리부 ex354는, 영상, 정지 화상 등을 카메라부 ex365로 촬상 중에 음성 입력부 ex356에서 수음한 음성 신호를 부호화하고, 부호화된 음성 데이터를 다중/분리부 ex353에 송출한다.

다중/분리부 ex353은, 영상 신호 처리부 ex355로부터 공급된 부호화된 영상 데이터와 음성 신호 처리부 ex354로부터 공급된 부호화된 음성 데이터를 소정의 방식으로 다중화하고, 그 결과 얻어지는 다중화 데이터를 변조/복조부(변조/복조 회로부) ex352에서 스펙트럼 확산 처리를 하고, 송신/수신부 ex351에서 디지털 아날로그 변환 처리 및 주파수 변환 처리를 실시한 후에 안테나 ex350을 통하여 송신한다.

데이터 통신 모드 시에 홈 페이지 등에 링크된 동화상 파일의 데이터를 수신하는 경우, 또는 영상 및/혹은 음성이 첨부된 전자 메일을 수신하는 경우, 안테나 ex350을 통하여 수신된 다중화 데이터를 복호화하기 때문에, 다중/분리부 ex353은, 다중화 데이터를 분리함으로써 영상 데이터의 비트 스트림과 음성 데이터의 비트 스트림으로 나누어, 동기 버스 ex370을 통하여 부호화된 영상 데이터를 영상 신호 처리부 ex355에 공급함과 함께, 부호화된 음성 데이터를 음성 신호 처리부 ex354에 공급한다. 영상 신호 처리부 ex355는, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법에 대응한 동화상 복호화 방법에 의해 복호화함으로써 영상 신호를 복호하고(즉, 본 발명의 일 양태에 관련된 화상 복호 장치로서 기능한다), LCD 제어부 ex359를 통하여 표시부 ex358로부터, 예를 들면 홈 페이지에 링크된 동화상 파일에 포함되는 영상, 정지 화상이 표시된다. 또 음성 신호 처리부 ex354는, 음성 신호를 복호하고, 음성 출력부 ex357로부터 음성이 출력된다.

또, 상기 휴대 전화 ex114 등의 단말은, 텔레비전 ex300과 마찬가지로, 부호화기·복호화기를 모두 가지는 송수신형 단말 외에, 부호화기만의 송신 단말, 복호화기만의 수신 단말과 같은 3가지의 실장 형식을 생각할 수 있다. 또한, 디지털 방송용 시스템 ex200에 있어서, 영상 데이터에 음악 데이터 등이 다중화된 다중화 데이터를 수신, 송신하는 것으로서 설명했지만, 음성 데이터 이외에 영상에 관련하는 문자 데이터 등이 다중화된 데이터여도 되며, 다중화 데이터는 아니고 영상 데이터 자체여도 된다.

이와 같이, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 혹은 동화상 복호화 방법을 상기 서술한 어느 하나의 기기·시스템에 이용하는 것은 가능하며, 그렇게 함으로써, 상기 각 실시의 형태에서 설명한 효과를 얻을 수 있다.

또, 본 발명은 이와 같은 상기 실시의 형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고 다양한 변형 또는 수정이 가능하다.

(실시의 형태 4)

상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치와, MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등 상이한 규격에 준거한 동화상 부호화 방법 또는 장치를, 필요에 따라 적절히 전환함으로써, 영상 데이터를 생성하는 것도 가능하다.

여기서, 각각 상이한 규격에 준거하는 복수의 영상 데이터를 생성한 경우, 복호할 때에, 각각의 규격에 대응한 복호 방법을 선택할 필요가 있다. 그러나 복호하는 영상 데이터가, 어느 규격에 준거하는 것인지 식별할 수 없기 때문에, 적절한 복호 방법을 선택할 수 없다는 과제를 발생시킨다.

이 과제를 해결하기 위해, 영상 데이터에 음성 데이터 등을 다중화한 다중화 데이터는, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지를 나타내는 식별 정보를 포함하는 구성으로 한다. 상기 각 실시의 형태에서 나타내는 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터를 포함하는 다중화 데이터의 구체적인 구성을 이하 설명한다. 다중화 데이터는, MPEG-2 트랜스포트 스트림 형식의 디지털 스트림이다.

도 22는, 다중화 데이터의 구성을 나타내는 도이다. 도 22에 나타내는 바와 같이 다중화 데이터는, 비디오 스트림, 오디오 스트림, 프리젠테이션 그래픽스 스트림(PG), 인터랙티브 그래픽스 스트림 중, 1개 이상을 다중화함으로써 얻어진다. 비디오 스트림은 영화의 주영상 및 부영상을, 오디오 스트림(IG)은 영화의 주음성 부분과 그 주음성과 믹싱하는 부음성을, 프리젠테이션 그래픽스 스트림은, 영화의 자막을 각각 나타내고 있다. 여기서 주영상이란 화면에 표시되는 통상의 영상을 나타내고, 부영상이란 주영상 중에 작은 화면에서 표시하는 영상이다. 또, 인터랙티브 그래픽스 스트림은, 화면 상에 GUI 부품을 배치함으로써 작성되는 대화 화면을 나타내고 있다. 비디오 스트림은, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거한 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 부호화되어 있다. 오디오 스트림은, 돌비 AC-3, Dolby Digital Plus, MLP, DTS, DTS-HD, 또는, 리니어 PCM 등의 방식으로 부호화되어 있다.

다중화 데이터에 포함되는 각 스트림은 PID에 의해 식별된다. 예를 들면, 영화의 영상에 이용하는 비디오 스트림에는 0x1011이, 오디오 스트림에는 0x1100에서 0x111F까지가, 프리젠테이션 그래픽스에는 0x1200에서 0x121F까지가, 인터랙티브 그래픽스 스트림에는 0x1400에서 0x141F까지가, 영화의 부영상에 이용하는 비디오 스트림에는 0x1B00에서 0x1B1F까지, 주음성과 믹싱하는 부음성에 이용하는 오디오 스트림에는 0x1A00에서 0x1A1F가, 각각 할당되어 있다.

도 23은, 다중화 데이터가 어떻게 다중화되는지를 모식적으로 나타내는 도이다. 우선, 복수의 비디오 프레임으로 이루어지는 비디오 스트림 ex235, 복수의 오디오 프레임으로 이루어지는 오디오 스트림 ex238을, 각각 PES 패킷열 ex236 및 ex239로 변환하고, TS 패킷 ex237 및 ex240으로 변환한다. 마찬가지로 프리젠테이션 그래픽스 스트림 ex241 및 인터랙티브 그래픽스 ex244의 데이터를 각각 PES 패킷열 ex242 및 ex245로 변환하고, 또한 TS 패킷 ex243 및 ex246으로 변환한다. 다중화 데이터 ex247은 이러한 TS 패킷을 1개의 스트림에 다중화함으로써 구성된다.

도 24는, PES 패킷열에, 비디오 스트림이 어떻게 저장되는지를 더 상세하게 나타내고 있다. 도 24에 있어서의 제1단째는 비디오 스트림의 비디오 프레임열을 나타낸다. 제2단째는, PES 패킷열을 나타낸다. 도 24의 화살표 yy1, yy2, yy3, yy4에 나타내는 바와 같이, 비디오 스트림에 있어서의 복수의 Video Presentation Unit인 I픽처, B픽처, P픽처는, 픽처마다 분할되어, PES 패킷의 페이로드에 저장된다. 각 PES 패킷은 PES 헤더를 가지며, PES 헤더에는, 픽처의 표시 시각인 PTS(Presentation Time-Stamp)나 픽처의 복호 시각인 DTS(Decoding Time-Stamp)가 저장된다.

도 25는, 다중화 데이터에 최종적으로 기입되는 TS 패킷의 형식을 나타내고 있다. TS 패킷은, 스트림을 식별하는 PID 등의 정보를 가지는 4byte의 TS헤더와 데이터를 저장하는 184byte의 TS페이로드로 구성되는 188byte 고정길이의 패킷이며, 상기 PES 패킷은 분할되어 TS페이로드에 저장된다. BD-ROM의 경우, TS 패킷에는, 4byte의 TP＿Extra＿Header가 부여되어, 192byte의 소스 패킷을 구성하고, 다중화 데이터에 기입된다. TP＿Extra＿Header에는 ATS(Arrival＿Time＿Stamp) 등의 정보가 기재된다. ATS는 상기 TS 패킷의 디코더의 PID 필터로의 전송 개시 시각을 나타낸다. 다중화 데이터에는 도 25 하단에 나타내는 바와 같이 소스 패킷이 늘어서게 되어, 다중화 데이터의 선두부터 인크리먼트하는 번호는 SPN(소스 패킷 넘버)로 불린다.

또, 다중화 데이터에 포함되는 TS 패킷에는, 영상·음성·자막 등의 각 스트림 이외에도 PAT(Program Association Table), PMT(Program Map Table), PCR(Program Clock Reference) 등이 있다. PAT는 다중화 데이터 중에 이용되는 PMT의 PID가 무엇인지를 나타내고, PAT 자신의 PID는 0으로 등록된다. PMT는, 다중화 데이터 중에 포함되는 영상·음성·자막 등의 각 스트림의 PID와 각 PID에 대응하는 스트림의 속성 정보를 가지며, 또 다중화 데이터에 관한 각종 디스크립터를 가진다. 디스크립터에는 다중화 데이터의 카피를 허가·불허가를 지시하는 카피 컨트롤 정보 등이 있다. PCR은, ATS의 시간축인 ATC(Arrival Time Clock)와 PTS·DTS의 시간축인 STC(System Time Clock)의 동기를 취하기 위해, 그 PCR 패킷이 디코더에 전송되는 ATS에 대응하는 STC 시간의 정보를 가진다.

도 26은 PMT의 데이터 구조를 상세하게 설명하는 도이다. PMT의 선두에는, 그 PMT에 포함되는 데이터의 길이 등을 적은 PMT 헤더가 배치된다. 그 뒤에는, 다중화 데이터에 관한 디스크립터가 복수 배치된다. 상기 카피 컨트롤 정보 등이, 디스크립터로서 기재된다. 디스크립터 뒤에는, 다중화 데이터에 포함되는 각 스트림에 관한 스트림 정보가 복수 배치된다. 스트림 정보는, 스트림의 압축 코덱 등을 식별하기 위해 스트림 타입, 스트림의 PID, 스트림의 속성 정보(프레임 레이트, 종횡비 등)가 기재된 스트림 디스크립터로 구성된다. 스트림 디스크립터는 다중화 데이터에 존재하는 스트림의 수만큼 존재한다.

기록 매체 등에 기록하는 경우에는, 상기 다중화 데이터는, 다중화 데이터 정보 파일과 함께 기록된다.

다중화 데이터 정보 파일은, 도 27에 나타내는 바와 같이 다중화 데이터의 관리 정보이며, 다중화 데이터와 1대 1로 대응하며, 다중화 데이터 정보, 스트림 속성 정보와 엔트리 맵으로 구성된다.

다중화 데이터 정보는 도 27에 나타내는 바와 같이 시스템 레이트, 재생 개시 시각, 재생 종료 시각으로 구성되어 있다. 시스템 레이트는 다중화 데이터의, 후술하는 시스템 타겟 디코더의 PID 필터로의 최대 전송 레이트를 나타낸다. 다중화 데이터 중에 포함되는 ATS의 간격은 시스템 레이트 이하가 되도록 설정되어 있다. 재생 개시 시각은 다중화 데이터의 선두의 비디오 프레임의 PTS이며, 재생 종료 시각은 다중화 데이터의 종단의 비디오 프레임의 PTS에 1프레임 분의 재생 간격을 더한 것이 설정된다.

스트림 속성 정보는 도 28에 나타내는 바와 같이, 다중화 데이터에 포함되는 각 스트림에 대한 속성 정보가, PID마다 등록된다. 속성 정보는 비디오 스트림, 오디오 스트림, 프리젠테이션 그래픽스 스트림, 인터랙티브 그래픽스 스트림마다 상이한 정보를 가진다. 비디오 스트림 속성 정보는, 그 비디오 스트림이 어떠한 압축 코덱으로 압축되었는지, 비디오 스트림을 구성하는 개개의 픽처 데이터의 해상도가 어느 정도인지, 종횡비는 어느 정도인지, 프레임 레이트는 어느 정도인지 등의 정보를 가진다. 오디오 스트림 속성 정보는, 그 오디오 스트림이 어떠한 압축 코덱으로 압축되었는지, 그 오디오 스트림에 포함되는 채널수는 몇인지, 무슨 언어에 대응하는지, 샘플링 주파수가 어느 정도인지 등의 정보를 가진다. 이들 정보는, 플레이어가 재생하기 전의 디코더의 초기화 등에 이용된다.

본 실시의 형태에 있어서는, 상기 다중화 데이터 중, PMT에 포함되는 스트림 타입을 이용한다. 또, 기록 매체에 다중화 데이터가 기록되어 있는 경우에는, 다중화 데이터 정보에 포함되는, 비디오 스트림 속성 정보를 이용한다. 구체적으로는, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 있어서, PMT에 포함되는 스트림 타입, 또는, 비디오 스트림 속성 정보에 대해, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터인 것을 나타내는 고유의 정보를 설정하는 단계 또는 수단을 설치한다. 이 구성에 의해, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성한 영상 데이터와, 다른 규격에 준거하는 영상 데이터를 식별하는 것이 가능하게 된다.

또, 본 실시의 형태에 있어서의 동화상 복호화 방법의 단계를 도 29에 나타낸다. 단계 exS100에 있어서, 다중화 데이터로부터 PMT에 포함되는 스트림 타입, 또는, 다중화 데이터 정보에 포함되는 비디오 스트림 속성 정보를 취득한다. 다음에, 단계 exS101에 있어서, 스트림 타입, 또는, 비디오 스트림 속성 정보가 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 다중화 데이터인 것을 나타내고 있는지의 여부를 판단한다. 그리고 스트림 타입, 또는, 비디오 스트림 속성 정보가 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것이라고 판단된 경우에는, 단계 exS102에 있어서, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호 방법에 의해 복호를 행한다. 또, 스트림 타입, 또는, 비디오 스트림 속성 정보가, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 것인 것을 나타내고 있는 경우에는, 단계 exS103에 있어서, 종래의 규격에 준거한 동화상 복호 방법에 의해 복호를 행한다.

이와 같이, 스트림 타입, 또는, 비디오 스트림 속성 정보에 새로운 고유치를 설정함으로써, 복호할 때에, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법 또는 장치로 복호 가능한지를 판단할 수 있다. 따라서, 상이한 규격에 준거하는 다중화 데이터가 입력된 경우여도, 적절한 복호화 방법 또는 장치를 선택할 수 있기 때문에, 에러를 일으키지 않고 복호하는 것이 가능해진다. 또, 본 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치, 또는, 동화상 복호 방법 또는 장치를, 상기 서술한 어느 하나의 기기·시스템에 이용하는 것도 가능하다.

(실시의 형태 5)

상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 및 장치, 동화상 복호화 방법 및 장치는, 전형적으로는 집적 회로인 LSI로 실현된다. 일례로서, 도 30에 1칩화된 LSI ex500의 구성을 나타낸다. LSI ex500은, 이하에 설명하는 요소 ex501, ex502, ex503, ex504, ex505, ex506, ex507, ex508, ex509를 구비하고, 각 요소는 버스 ex510을 통하여 접속하고 있다. 전원 회로부 ex505는 전원이 온 상태인 경우에 각 부에 대해 전력을 공급함으로써 동작 가능한 상태로 기동한다.

예를 들면 부호화 처리를 행하는 경우에는, LSI ex500은, CPU ex502, 메모리 컨트롤러 ex503, 스트림 컨트롤러 ex504, 구동 주파수 제어부 ex512 등을 가지는 제어부 ex501의 제어에 의거하여, AV I/O ex509에 의해 마이크 ex117이나 카메라 ex113 등으로부터 AV 신호를 입력한다. 입력된 AV 신호는, 일단 SDRAM 등의 외부의 메모리 ex511에 축적된다. 제어부 ex501의 제어에 의거하여, 축적한 데이터는 처리량이나 처리 속도에 따라 적절히 복수회로 나누는 등 하여 신호 처리부 ex507에 보내지고, 신호 처리부 ex507에 있어서 음성 신호의 부호화 및/또는 영상 신호의 부호화가 행해진다. 여기서 영상 신호의 부호화 처리는 상기 각 실시의 형태에서 설명한 부호화 처리이다. 신호 처리부 ex507에서는 또한, 경우에 의해 부호화된 음성 데이터와 부호화된 영상 데이터를 다중화하는 등의 처리를 행하고, 스트림 I/O ex506으로부터 외부에 출력한다. 이 출력된 다중화 데이터는, 기지국 ex107을 향해 송신되거나, 또는 기록 미디어 ex215에 기입된다. 또한, 다중화시킬 때에는 동기하도록, 일단 버퍼 ex508에 데이터를 축적하면 된다.

또한, 상기에서는, 메모리 ex511이 LSI ex500의 외부의 구성으로서 설명했지만, LSI ex500의 내부에 포함되는 구성이어도 된다. 버퍼 ex508도 1개에 한정된 것이 아니라, 복수의 버퍼를 구비하고 있어도 된다. 또, LSI ex500은 1칩화되어도 되고, 복수 칩화되어도 된다.

또, 상기에서는, 제어부 ex501이, CPU ex502, 메모리 컨트롤러 ex503, 스트림 컨트롤러 ex504, 구동 주파수 제어부 ex512 등을 가지는 것으로 하고 있지만, 제어부 ex501의 구성은, 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 신호 처리부 ex507이 CPU를 더 구비하는 구성이어도 된다. 신호 처리부 ex507의 내부에도 CPU를 설치함으로써, 처리 속도를 더욱 향상시키는 것이 가능하게 된다. 또, 다른 예로서, CPU ex502가 신호 처리부 ex507, 또는 신호 처리부 ex507의 일부인 예를 들면 음성 신호 처리부를 구비하는 구성이어도 된다. 이러한 경우에는, 제어부 ex501은, 신호 처리부 ex507, 또는 그 일부를 가지는 CPU ex502를 구비하는 구성이 된다.

또한, 여기에서는, LSI로 했지만, 집적도의 차이에 의해, IC, 시스템 LSI, 슈퍼 LSI, 울트라 LSI라고 호칭되기도 한다.

또, 집적 회로화의 수법은 LSI에 한정하는 것이 아니라, 전용 회로 또는 범용 프로세서로 실현되어도 된다. LSI 제조 후에, 프로그램하는 것이 가능한 FPGA(Field Programmable Gate Array)나, LSI 내부의 회로 셀의 접속이나 설정을 재구성 가능한 리콘피규러블·프로세서를 이용해도 된다. 이러한 프로그래머블·로직·디바이스는, 전형적으로는, 소프트웨어 또는 펌웨어를 구성하는 프로그램을 로드하거나, 또는 메모리 등으로부터 읽어들임으로써, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법, 또는 동화상 복호화 방법을 실행할 수 있다.

또한, 반도체 기술의 진보 또는 파생하는 다른 기술에 의해 LSI로 치환되는 집적 회로화의 기술이 등장하면, 당연히, 그 기술을 이용하여 기능 블록의 집적화를 행해도 된다. 바이오 기술의 적응 등이 가능성으로서 있을 수 있다.

(실시의 형태 6)

상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터를 복호하는 경우, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터를 복호하는 경우에 비해, 처리량이 증가하는 것을 생각할 수 있다. 그 때문에, LSI ex500에 있어서, 종래의 규격에 준거하는 영상 데이터를 복호할 때의 CPU ex502의 구동 주파수보다 높은 구동 주파수로 설정할 필요가 있다. 그러나 구동 주파수를 높게 하면, 소비 전력이 높아진다는 과제가 발생한다.

이 과제를 해결하기 위해, 텔레비전 ex300, LSI ex500 등의 동화상 복호화 장치는, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지를 식별하고, 규격에 따라 구동 주파수를 전환하는 구성으로 한다. 도 31은, 본 실시의 형태에 있어서의 구성 ex800을 나타내고 있다. 구동 주파수 전환부 ex803은, 영상 데이터가, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인 경우에는, 구동 주파수를 높게 설정한다. 그리고 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법을 실행하는 복호 처리부 ex801에 대해, 영상 데이터를 복호하도록 지시한다. 한편, 영상 데이터가, 종래의 규격에 준거하는 영상 데이터인 경우에는, 영상 데이터가, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인 경우에 비해, 구동 주파수를 낮게 설정한다. 그리고 종래의 규격에 준거하는 복호 처리부 ex802에 대해, 영상 데이터를 복호하도록 지시한다.

더욱 구체적으로는, 구동 주파수 전환부 ex803은, 도 30의 CPU ex502와 구동 주파수 제어부 ex512로 구성된다. 또, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법을 실행하는 복호 처리부 ex801, 및, 종래의 규격에 준거하는 복호 처리부 ex802는, 도 30의 신호 처리부 ex507에 해당한다. CPU ex502는, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지를 식별한다. 그리고 CPU ex502로부터의 신호에 의거하여, 구동 주파수 제어부 ex512는, 구동 주파수를 설정한다. 또, CPU ex502로부터의 신호에 의거하여, 신호 처리부 ex507은, 영상 데이터의 복호를 행한다. 여기서, 영상 데이터의 식별에는, 예를 들면, 실시의 형태 4에서 기재한 식별 정보를 이용하는 것을 생각할 수 있다. 식별 정보에 관해서는, 실시의 형태 4에서 기재한 것에 한정되지 않고, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는지 식별할 수 있는 정보이면 된다. 예를 들면, 영상 데이터가 텔레비전에 이용되는 것인지, 디스크에 이용되는 것인지 등을 식별하는 외부 신호에 의거하여, 영상 데이터가 어느 규격에 준거하는 것인지 식별 가능한 경우에는, 이러한 외부 신호에 의거하여 식별해도 된다. 또, CPU ex502에 있어서의 구동 주파수의 선택은, 예를 들면, 도 33과 같은 영상 데이터의 규격과, 구동 주파수를 대응 지은 룩업 테이블에 의거하여 행하는 것을 생각할 수 있다. 룩업 테이블을, 버퍼 ex508이나, LSI의 내부 메모리에 저장해 두고, CPU ex502가 이 룩업 테이블을 참조함으로써, 구동 주파수를 선택하는 것이 가능하다.

도 32는, 본 실시의 형태의 방법을 행하는 단계를 나타내고 있다. 우선, 단계 exS200에서는, 신호 처리부 ex507에 있어서, 다중화 데이터로부터 식별 정보를 취득한다. 다음에, 단계 exS201에서는, CPU ex502에 있어서, 식별 정보에 의거하여 영상 데이터가 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인지의 여부를 식별한다. 영상 데이터가 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인 경우에는, 단계 exS202에 있어서, 구동 주파수를 높게 설정하는 신호를, CPU ex502가 구동 주파수 제어부 ex512에 보낸다. 그리고 구동 주파수 제어부 ex512에 있어서, 높은 구동 주파수로 설정된다. 한편, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터인 것을 나타내고 있는 경우에는, 단계 exS203에 있어서, 구동 주파수를 낮게 설정하는 신호를, CPU ex502가 구동 주파수 제어부 ex512에 보낸다. 그리고 구동 주파수 제어부 ex512에 있어서, 영상 데이터가 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 것인 경우에 비해, 낮은 구동 주파수로 설정된다.

또한, 구동 주파수의 전환에 연동하여, LSI ex500 또는 LSI ex500을 포함하는 장치에 부여하는 전압을 변경함으로써, 전력 절약 효과를 더욱 높이는 것이 가능하다. 예를 들면, 구동 주파수를 낮게 설정하는 경우에는, 이것에 수반하여, 구동 주파수를 높게 설정하고 있는 경우에 비해, LSI ex500 또는 LSI ex500을 포함하는 장치에 부여하는 전압을 낮게 설정하는 것을 생각할 수 있다.

또, 구동 주파수의 설정 방법은, 복호할 때의 처리량이 큰 경우에, 구동 주파수를 높게 설정하고, 복호할 때의 처리량이 적은 경우에, 구동 주파수를 낮게 설정하면 되며, 상기 서술한 설정 방법에 한정되지 않는다. 예를 들면, MPEG4-AVC 규격에 준거하는 영상 데이터를 복호하는 처리량이, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터를 복호하는 처리량보다 큰 경우에는, 구동 주파수의 설정을 상기 서술한 경우의 반대로 하는 것을 생각할 수 있다.

또한, 구동 주파수의 설정 방법은, 구동 주파수를 낮게 하는 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 식별 정보가, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터인 것을 나타내고 있는 경우에는, LSI ex500 또는 LSI ex500을 포함하는 장치에 부여하는 전압을 높게 설정하고, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터인 것을 나타내고 있는 경우에는, LSI ex500 또는 LSI ex500을 포함하는 장치에 부여하는 전압을 낮게 설정하는 것도 생각할 수 있다. 또, 다른 예로서는, 식별 정보가, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터인 것을 나타내고 있는 경우에는, CPU ex502의 구동을 정지시키지 않고, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터인 것을 나타내고 있는 경우에는, 처리에 여유가 있기 때문에, CPU ex502의 구동을 일시 정지시키는 것도 생각할 수 있다. 식별 정보가, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 영상 데이터인 것을 나타내고 있는 경우여도, 처리에 여유가 있으면, CPU ex502의 구동을 일시 정지시키는 것도 생각할 수 있다. 이 경우는, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 영상 데이터인 것을 나타내고 있는 경우에 비해, 정지 시간을 짧게 설정하는 것을 생각할 수 있다.

이와 같이, 영상 데이터가 준거하는 규격에 따라, 구동 주파수를 전환함으로써, 전력 절약화를 도모하는 것이 가능하게 된다. 또, 전지를 이용하여 LSI ex500 또는 LSI ex500을 포함하는 장치를 구동하고 있는 경우에는, 전력 절약화에 수반하여, 전지의 수명을 길게 하는 것이 가능하다.

(실시의 형태 7)

텔레비전이나, 휴대 전화 등, 상기 서술한 기기·시스템에는, 상이한 규격에 준거하는 복수의 영상 데이터가 입력되는 경우가 있다. 이와 같이, 상이한 규격에 준거하는 복수의 영상 데이터가 입력된 경우에도 복호할 수 있도록 하기 위해, LSI ex500의 신호 처리부 ex507이 복수의 규격에 대응하고 있을 필요가 있다. 그러나 각각의 규격에 대응하는 신호 처리부 ex507을 개별적으로 이용하면, LSI ex500의 회로 규모가 커지고, 또, 비용이 증가한다는 과제가 발생한다.

이 과제를 해결하기 위해, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호 방법을 실행하기 위한 복호 처리부와, 종래의 MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 등의 규격에 준거하는 복호 처리부를 일부 공유화하는 구성으로 한다. 이 구성예를 도 34a의 ex900에 나타낸다. 예를 들면, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호 방법과, MPEG4-AVC 규격에 준거하는 동화상 복호 방법은, 엔트로피 부호화, 역양자화, 디블로킹·필터, 움직임 보상 등의 처리에 있어서 처리 내용이 일부 공통된다. 공통되는 처리 내용에 대해서는, MPEG4-AVC 규격에 대응하는 복호 처리부 ex902를 공유하고, MPEG4-AVC 규격에 대응하지 않는, 본 발명의 일 양태에 특유의 다른 처리 내용에 대해서는, 전용의 복호 처리부 ex901을 이용한다는 구성을 생각할 수 있다. 복호 처리부의 공유화에 관해서는, 공통되는 처리 내용에 대해서는, 상기 각 실시의 형태에서 나타낸 동화상 복호화 방법을 실행하기 위한 복호 처리부를 공유하고, MPEG4-AVC 규격에 특유의 처리 내용에 대해서는, 전용의 복호 처리부를 이용하는 구성이어도 된다.

또, 처리를 일부 공유화하는 다른 예를 도 34b의 ex1000에 나타낸다. 이 예에서는, 본 발명의 일 양태에 특유의 처리 내용에 대응한 전용의 복호 처리부 ex1001과, 다른 종래 규격에 특유의 처리 내용에 대응한 전용의 복호 처리부 ex1002와, 본 발명의 일 양태에 관련된 동화상 복호 방법과 다른 종래 규격의 동화상 복호 방법에 공통되는 처리 내용에 대응한 공용의 복호 처리부 ex1003을 이용하는 구성으로 하고 있다. 여기서, 전용의 복호 처리부 ex1001, ex1002는, 반드시 본 발명의 일 양태, 또는, 다른 종래 규격에 특유의 처리 내용에 특화한 것이 아니라, 다른 범용 처리를 실행할 수 있는 것이어도 된다. 또, 본 실시의 형태의 구성을, LSI ex500으로 실장하는 것도 가능하다.

이와 같이, 본 발명의 일 양태에 관련된 동화상 복호 방법과, 종래의 규격의 동화상 복호 방법에서 공통되는 처리 내용에 대해서, 복호 처리부를 공유함으로써, LSI의 회로 규모를 작게 하고, 또한, 비용을 저감하는 것이 가능하다.

<산업상의 이용 가능성>

본 발명의 일 양태에 관련된 화상 부호화 방법 및 화상 복호 방법은, 예를 들면, 텔레비전 수상기, 디지털 비디오 레코더, 카 내비게이션, 휴대 전화, 디지털 카메라, 또는, 디지털 비디오 카메라 등에 이용 가능하다.

10, 100: 화상 복호 장치 11: 블록 복호부
12, 22, 112: 슬라이스 종단 판정부 13, 23, 113, 223: 서브 종단 판정부
14, 24: 종단 처리부 20, 200: 화상 부호화 장치
21: 블록 부호화부 110: 엔트로피 복호부
111: CTU 복호부 114: 바이트 선두 탐색부
115, 225: 종단 처리부 116, 226: 서브 종단 처리부
120, 230: 역양자화·역변환부 125, 235: 가산기
130, 240: 루프 필터 140, 250: 메모리
150, 260: 인트라 예측부 160, 280: 움직임 보상부
170, 290: 인트라/인터 전환 스위치 205: 감산기
210: 변환·양자화부 220: 엔트로피 부호화부
221: CTU 부호화부 222: 슬라이스 종단 부호화부
270: 움직임 검출부

Claims (15)

1. 비트 스트림에 포함되는 부호화된 화상을 블록마다 복호하는 화상 복호 방법으로서,
   복호 대상 블록을 산술 복호하고,
   상기 복호 대상 블록이 슬라이스의 종단에 있는지의 여부를 판정하여,
   상기 슬라이스의 종단에는 없다고 판정된 경우에는, 슬라이스와는 상이한 상기 화상의 구성 단위인 서브 단위의 종단에 있는지의 여부를 판정하며,
   상기 서브 단위의 종단에 있다고 판정된 경우에는, 서브 종단 비트를 산술 복호하고, 산술 복호의 종단 처리를 제1 종단 처리로서 행하는, 화상 복호 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 화상 복호 방법은, 또한,
   상기 복호 대상 블록이 슬라이스의 종단에 있다고 판정된 경우에는, 산술 복호의 종단 처리를 제2 종단 처리로서 행하고,
   상기 제1 종단 처리를 행할 때에는, 상기 제2 종단 처리와 동일한 처리를 행하는, 화상 복호 방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 화상 복호 방법은, 또한,
   상기 복호 대상 블록이 슬라이스의 종단에 있는지의 여부를 나타내는 슬라이스 종단 플래그를 산술 복호하고,
   상기 슬라이스의 종단에 있는지의 여부의 판정에서는,
   산술 복호된 상기 슬라이스 종단 플래그가 미리 정해진 값을 나타내는 경우에, 상기 복호 대상 블록이 슬라이스의 종단에 있다고 판정하고,
   상기 서브 종단 비트의 산술 복호에서는, 상기 산술 복호에 의해 상기 미리 정해진 값과 동일한 값을 복원하는, 화상 복호 방법.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 서브 종단 비트의 산술 복호에서는, 상기 산술 복호에 의해 1을 복원하는, 화상 복호 방법.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 화상 복호 방법에서는, 또한,
   상기 제1 종단 처리를 행한 후에, 상기 서브 단위 및 상기 서브 종단 비트를 포함하는 비트 길이가 미리 정해진 N(N은 2 이상의 정수) 비트의 배수가 되도록 상기 비트 스트림에 기입된 비트열을 건너뛰는 처리를 행하는, 화상 복호 방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 서브 종단 비트의 산술 복호에서는, 상기 비트열의 선두의 비트를 상기 서브 종단 비트로서 산술 복호하는, 화상 복호 방법.
7. 화상을 블록마다 부호화함으로써 비트 스트림을 생성하는 화상 부호화 방법으로서,
   부호화 대상 블록을 산술 부호화하고,
   상기 부호화 대상 블록이 슬라이스의 종단에 있는지의 여부를 판정하여,
   상기 슬라이스의 종단에는 없다고 판정된 경우에는, 슬라이스와는 상이한 상기 화상의 구성 단위인 서브 단위의 종단에 있는지의 여부를 판정하며,
   상기 서브 단위의 종단에 있다고 판정된 경우에는, 서브 종단 비트를 산술 부호화하고, 산술 부호화의 종단 처리를 제1 종단 처리로서 행하는, 화상 부호화 방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 화상 부호화 방법은, 또한,
   상기 부호화 대상 블록이 슬라이스의 종단에 있다고 판정된 경우에는, 산술 부호화의 종단 처리를 제2 종단 처리로서 행하고,
   상기 제1 종단 처리를 행할 때에는, 상기 제2 종단 처리와 동일한 처리를 행하는, 화상 부호화 방법.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 화상 부호화 방법은, 또한,
   상기 부호화 대상 블록이 슬라이스의 종단에 있는지의 여부를 나타내는 슬라이스 종단 플래그를 산술 부호화하고,
   상기 슬라이스의 종단에 있는지의 여부의 판정에서는,
   상기 슬라이스 종단 플래그가 미리 정해진 값을 나타내는 경우에, 상기 부호화 대상 블록이 슬라이스의 종단에 있다고 판정하며,
   상기 서브 종단 비트의 산술 부호화에서는, 상기 미리 정해진 값과 동일한 값을 나타내는 상기 서브 종단 비트를 산술 부호화하는, 화상 부호화 방법.
10. 청구항 7 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서브 종단 비트의 산술 부호화에서는, 1을 나타내는 상기 서브 종단 비트를 산술 부호화하는, 화상 부호화 방법.
11. 청구항 7 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 화상 부호화 방법에서는, 또한,
    상기 제1 종단 처리를 행한 후에, 산술 부호화된 상기 서브 단위 및 상기 서브 종단 비트를 포함하는 비트 길이가 미리 정해진 N(N은 2 이상의 정수) 비트의 배수가 되도록 비트열을 상기 비트 스트림에 기입하는, 화상 부호화 방법.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 서브 종단 비트의 산술 부호화에서는, 상기 비트열의 선두의 비트를 상기 서브 종단 비트로서 산술 부호화하는, 화상 부호화 방법.
13. 처리 회로와, 상기 처리 회로로부터 액세스 가능한 기억 장치를 구비하고, 비트 스트림에 포함되는 부호화된 화상을 블록마다 복호하는 화상 복호 장치로서,
    상기 처리 회로는, 상기 기억 장치를 이용하여,
    복호 대상 블록을 산술 복호하고,
    상기 복호 대상 블록이 슬라이스의 종단에 있는지의 여부를 판정하여,
    상기 슬라이스의 종단에는 없다고 판정된 경우에는, 슬라이스와는 상이한 상기 화상의 구성 단위인 서브 단위의 종단에 있는지의 여부를 판정하며,
    상기 서브 단위의 종단에 있다고 판정된 경우에는, 서브 종단 비트를 산술 복호하고, 산술 복호의 종단 처리를 제1 종단 처리로서 행하는, 화상 복호 장치.
14. 처리 회로와, 상기 처리 회로로부터 액세스 가능한 기억 장치를 구비하고, 화상을 블록마다 부호화함으로써 비트 스트림을 생성하는 화상 부호화 장치로서,
    상기 처리 회로는, 상기 기억 장치를 이용하여,
    부호화 대상 블록을 산술 부호화하고,
    상기 부호화 대상 블록이 슬라이스의 종단에 있는지의 여부를 판정하여,
    상기 슬라이스의 종단에는 없다고 판정된 경우에는, 슬라이스와는 상이한 상기 화상의 구성 단위인 서브 단위의 종단에 있는지의 여부를 판정하며,
    상기 서브 단위의 종단에 있다고 판정된 경우에는, 서브 종단 비트를 산술 부호화하고, 산술 부호화의 종단 처리를 제1 종단 처리로서 행하는, 화상 부호화 장치.
15. 청구항 13에 기재된 화상 복호 장치와,
    청구항 14에 기재된 화상 부호화 장치를 구비하는, 화상 부호화 복호 장치.

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